混凝土石膏复合墙板试点工程动力特性测试与分析

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发布时间：2021-09-22

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混凝土石膏复合墙板试点工程动力特性测试与分析*
姜忻良张宇许岩
(天津大学建筑工程学院300072)
[提要】通过实测复合墙板试点工程结构的动力反应，获得了结构的自振频率、振型和阻尼比等模态参数。
提出一种适用于工程界广泛采用的SATWE建模的材料等效简化方法。采用此方法对试点工程进行的分析计
算表明，计算和实测的基本振型吻合较好。对结构进行的地震反应分析结果表明，结构抗震性能良好。
[关键词】混凝土石膏复合墙板动力特性有限元地震反应
Finite Element Analysis and Dynamic Characteristic Test for Typical Structural Engineering of Rapid W all System／
Jiang Xinliang，Zhang Yu，Xu Yan(Civil Engineering College of Tianjin University，Tianjin 300072，China)
Abstract：The natural frequency，modal shape and modal damping ratio of the typical structural of composite wallboard(rapid
wal1)system are got by dynamic behavior measurement．A method to simplify the composite wallboard to the equivalent is
brought out for establishing the finite element model in SATWE，which is widely used in engineering design．Using this
method，the analysis and calculation results for the typical stru cture indicate that the results of practical measurement about
the fundamental modal accord with the computational ones basically．Finally，the anti—seismic capability of this structure is
proved to be excellence by seismic response analysis．
Keywords：concrete—gypsum composite wall；dynamic characteristic；finite element；seismic response
0 引言
混凝土石膏复合墙板(Rapid Wal1)为澳大利亚速
成建筑有限公司(RBS)开发的专利产品，其墙体截面如
图1所示。目前针对复合墙板的研究，主要是板材的
抗剪性能、破坏特征，以及正常设计时纵墙与横墙在低
周反复荷载作用下的动力性能、纵横墙交接处的破坏
特征。但对实体结构在地震作用下的动力反应尚未做
出研究，而测定和分析这类结构的动态特性，是进行抗
震研究的重要基础。
采用脉动方法，通过实测位于天津地区的该结构
体系试点工程的动力特性，获得了结构的自振频率、振
型和阻尼比等重要参数。同时，为了便于工程技术人
员的实际使用，还提出了一种适用于SATWE软件的材
料等效简化的有效方法。
1 试点工程动力特性测试
1．1工程概况
该试点工程为6层住宅楼，是RBS墙体建筑体系
研究与应用项目的试验工程，位于天津市南开区芥园
道康华里。建筑纵向长29．16m，横向长13．14m。层高
2．9m，室外标高一0．6m，屋面形式为坡屋顶。底层和楼
梯间墙为双层墙板，其余各层墙采用单层墙板。楼面
为厚120mm现浇钢筋混凝土楼板。楼梯为钢筋混凝
土板式楼梯，混凝土栏板。工程按7度抗震设防。结
构标准层平面及剖面如图2所示。
图1 复合墙体截面与等效过程示意图
1．2测点布置和数据采集
为量测结构纵、横两个方向的平移振动，将传感器
布置在每层平面的几何中心处(轴⑦ 中心)，各布置两
个水平振动测点，测量结构沿长轴和短轴方向的模态
参数。具体布置如图2所示。为了避免外界过多的干
扰噪声，试验在深夜进行，共进行了10次数据采集。
1．3数据分析与测试结果
在数据分析之前，通过对采集到的数据进行规定
性的检验，认为测量采集的数据信号是各态历经的平
稳随机信号，基本符合正态分布，且各个测点之间具有
良好的相关性。根据自谱或互谱的峰值分布，通过判
断相干函数的取值是否接近于1，可以识别结构的主
要模态频率，结果见表1。