Shaking table scaled model test on a high-rise building with CFT frame and composite core wall

Abstract

A high-rise building named as Fortune Plaza II Office Building is 264 m high employing the composite system consisting of a concrete-filled steel tube frame and a steel plate reinforced concrete core wall in Beijing, China. The height of the building, the lateral load-resisting structural system and the high seismic intensity level of the construction site present a great challenge to structural engineers. According to the peer review committee’s recommendation, a 1/30 scaled model was tested under a series of one- and two-dimensional seismic excitations with gradually increasing acceleration amplitude. This paper, presents the process of model construction and the results of the shaking table tests. The dynamic characteristics, seismic responses and failure characteristics of the model and the prototype structure are investigated. Based on the test results, the conclusions are drawn that the prototype structure can meet the requirements of performance-based seismic design. The design of the structural system is able to ensure the life safety even when subjected to extremely strong earthquake with peak ground acceleration up to .62 g. Some corresponding measures for improving the design of this structure are also put forward.

Un gratte-ciel appelé en tant que bâtiment d’Office de la Fortune Plaza II est hauteur de 264m utilisant le système composé se composant d’une armature en acier concret remplie de tube acier et d’un mur de noyau en béton renforcé par plat en acier dans Pékin, Chine. La taille du bâtiment, la partie latérale,la système structural charge-résistant et le niveau séismique élevé d’intensité du chantier de construction présentent un grand défi aux ingénieurs structuraux. Conformément à la recommandation du comité d’examen, un 1/30 modèle mesuré a été examiné sous une série d’une et des excitations séismiques bidimensionnelles avec l’amplitude croissante d’accélération graduellement. Dan cet article, il présent le processus de la construction modèle et les résultats de la secousse ajournent des essais. Les caractéristiques dynamiques, les réponses séismiques et les caractéristiques d’échec du modèle et de la structure de prototype sont étudiées. Basé sur les résultats d’essai, on tire les conclusions que la structure de prototype peut répondre aux exigences de la conception séismique . La conception du système structural peut assurer la sûreté de la vie même lorsque soumis au tremblement de terre extrêmement fort avec l’accélération au sol maximale jusqu’à .62 g. Quelques mesures correspondantes pour améliorer la conception de cette structure sont également proposées.

Keywords:

• high-rise building
• shaking table test
• seismic performance
• CFT frame
• steel plate reinforced concrete shear wall

Mots-clés:

• gratte-ciel
• secousse de l’essai de table
• performance séismique
• Armature TFC
• mur de cisaillement en béton renforcé par plat en acier

Acknowledgements

The authors are grateful for the financial support from Beijing Municipal Key Project of Science and Technology Plan through the grant no. D09050600370000 and the National Natural Science Foundation of China through grant nos. 90815029 and 51021140006.