Research on Design Method of Test Frame for Building Curtain Wall in Shaking Table Tests

QIU Ming; FU Xiangqiu; CAO Yuan; WANG Junyang; LIU Hao; ZHNAG Haobo

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20221208002

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Research on Design Method of Test Frame for Building Curtain Wall in Shaking Table Tests

更新时间：2025-09-25

- Research on Design Method of Test Frame for Building Curtain Wall in Shaking Table Tests
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 3, Pages: 543-549(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国建筑科学研究院有限公司建筑安全与环境国家重点实验室，北京 100013
  2.中国建筑科学研究院有限公司建科环能科技有限公司，北京 100013
  3.中国建筑科学研究院有限公司建研院检测中心有限公司，北京 100013
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20221208002
  CLC： TU398
- Received：08 December 2022，
  
  Revised：2023-03-13，
  
  Published：28 June 2023
- 稿件说明：
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邱铭,付相球,曹原等.建筑幕墙振动台试验框架设计方法研究[J].防灾减灾工程学报,2023,43(03):543-549.

QIU Ming,FU Xiangqiu,CAO Yuan,et al.Research on Design Method of Test Frame for Building Curtain Wall in Shaking Table Tests[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(03):543-549.
邱铭,付相球,曹原等.建筑幕墙振动台试验框架设计方法研究[J].防灾减灾工程学报,2023,43(03):543-549. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221208002.

QIU Ming,FU Xiangqiu,CAO Yuan,et al.Research on Design Method of Test Frame for Building Curtain Wall in Shaking Table Tests[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(03):543-549. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221208002.

摘要

建筑幕墙振动台试验中通常采用试验框架模拟承载幕墙的主体结构，幕墙试件的动力反应和变形依赖于试验框架。为满足幕墙试件的试验要求，基于有限元分析提出了一种试验框架设计方法。该方法首先根据幕墙试件的尺寸和试验预期的台面加速度及层间位移角，设计初始的试验框架模型；然后，建立初始试验框架和幕墙试件的整体有限元模型，由整体模型两个平面方向的基频构建系统瑞利阻尼矩阵，形成试验模型的等效计算模型；最后，通过有限元分析模拟振动台试验的加载，根据计算结果与试验预期指标调整确定试验框架的设计参数，直至满足试验要求。在此基础上，以一个玻璃‑石材复合幕墙为例设计了相应的试验框架，进行了振动台试验。结果表明，幕墙试件的层间位移角和台面加速度指标均能满足试验要求，验证了试验框架设计方法的合理性。随着地震动输入幅值的增大，幕墙试件层间位移角呈现非线性增大现象。与此同时，试验过程中幕墙面板、连接件和支承构件均未发生损坏，满足工程抗震设计要求。

Abstract

Test frames are often used to simulate the main structure to support the curtain wall in shaking table tests of building curtain walls. Besides， there is a strong correlation of the dynamic response and deformation between the test frame and the curtain wall. To satisfy the test requirements， a design method for test frame was proposed in this paper based on finite element simulation. In this method， the initial test frame was designed according to the dimensions of the curtain wall， the expected table acceleration， and inter-story drift angle firstly. Subsequently， a comprehensive finite element model of the initial test frame and the curtain wall was established， and the Rayleigh damping matrix was constructed from the fundamental frequencies of the two plane directions of the model， forming an equivalent calculation model. Finally， the design parameters of the test frame were adjusted until the test requirements were met， according to the comparison between the calculation results and the expected test indicators. On this basis， a test frame was designed for a glass-stone composite curtain wall to execute shaking table test. The test results show that the inter-story drift angle of the curtain wall and top acceleration of the table can satisfy the test requirements， which verifies the rationality of the design method of test frame. With the increase of the input amplitude of ground motion， the inter-story drift angle of the curtain wall shows a nonlinear increasing. At the same time， the panels， connectors and supporting members of curtain wall were not damaged during the test， which meeting the requirements of the seismic design of the project.

关键词

Keywords

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