考虑扭转效应的平面不规则大底盘单塔楼减震性能分析

对平面不规则大底盘单塔楼进行隔震分析,分别将层间隔震支座及基础隔震支座应用于此类结构,分别建立层间隔震及基础隔震以及传统的抗震结构模型,利用有限元软件SAP2000对某单塔楼结构在罕遇地震作用下进行动力时程分析.通过楼层剪力,层间位移以及楼层加速度对比,表明采用隔震装置结构的减震效果明显,同时表明由结构平面布置不规则所导致的扭转效应引起我们高度重视.     

大底盘层间隔震模型试验与平–扭耦合效应分析

大底盘结构在竖向刚度突变处震害严重,采用层间隔震体系能有效解决底盘和塔楼间刚度及质量突变的问题。已有研究对层间隔震结构进行了大量的数值分析,但相应的振动台试验研究缺乏,且塔楼偏置的大底盘层间隔震结构平扭耦合效应研究未见报道。因此为了指导工程抗震设计,研究了塔楼偏置的大底盘层间隔震结构的地震响应和平–扭耦合效应。首先,建立一个位于8度设防区具有典型工程应用意义且塔楼偏置的大底盘结构(单塔楼),其底盘为2层,塔楼为6层,塔楼与底盘的平面面积比为1∶2.4,塔楼高宽比为1∶3,符合大底盘结构的受力特征和条件;接着,对其进行简化和缩尺并制作模型;最后,进行了双向振动台试验与数值分析对比。试验得到了模型各楼层的加速度和层间位移。结果表明:采用层间隔震技术,塔楼各层加速度和层间位移减震效果均显著,在0.60g作用下,减震率(Y向)分别为83.13%和81.18%以上;底盘加速度响应不减少反而增加,减震率(Y向)处于–12.69%～–24.07%;底盘层间位移减震率(Y向)在15.53%～17.15%,减震效果差;进一步分析得,模型在0.60g作用下塔楼仍处于弹性,而底盘在0.40g作用下就进入了弹塑性,且底盘第2层位移明显大于第1层。基于振动台的试验结果验证了数值模拟的准确性,进一步分析了结构的平–扭耦合效应。结果表明,与抗震模型相比,层间隔震底盘扭转角减少2/3,隔震层扭转响应较大但不向塔楼传递,塔楼层间扭转角趋于零,塔楼与底盘的扭转耦联效应不明显,从而塔楼偏置的大底盘单塔楼建筑采用层间隔震形式时,可有效降低结构的扭转效应。     

大底盘层间隔震模型试验与平-扭耦合效应分析

大底盘结构在竖向刚度突变处震害严重,采用层间隔震体系能有效解决底盘和塔楼间刚度及质量突变的问题。已有研究对层间隔震结构进行了大量的数值分析,但相应的振动台试验研究缺乏,且塔楼偏置的大底盘层间隔震结构平扭耦合效应研究未见报道。因此为了指导工程抗震设计,研究了塔楼偏置的大底盘层间隔震结构的地震响应和平-扭耦合效应。首先,建立一个位于8度设防区具有典型工程应用意义且塔楼偏置的大底盘结构（单塔楼）,其底盘为2层,塔楼为6层,塔楼与底盘的平面面积比为1∶2.4,塔楼高宽比为1∶3,符合大底盘结构的受力特征和条件;接着,对其进行简化和缩尺并制作模型;最后,进行了双向振动台试验与数值分析对比。试验得到了模型各楼层的加速度和层间位移。结果表明：采用层间隔震技术,塔楼各层加速度和层间位移减震效果均显著,在0.60g作用下,减震率（Y向）分别为83.13%和81.18%以上;底盘加速度响应不减少反而增加,减震率（Y向）处于-12.69%～-24.07%;底盘层间位移减震率（Y向）在15.53%～17.15%,减震效果差;进一步分析得,模型在0.60g作用下塔楼仍处于弹性,而底盘在0.40g作用下就进入了弹塑性,且底盘第2层位移明显大于第1层。基于振动台的试验结果验证了数值模拟的准确性,进一步分析了结构的平-扭耦合效应。结果表明,与抗震模型相比,层间隔震底盘扭转角减少2/3,隔震层扭转响应较大但不向塔楼传递,塔楼层间扭转角趋于零,塔楼与底盘的扭转耦联效应不明显,从而塔楼偏置的大底盘单塔楼建筑采用层间隔震形式时,可有效降低结构的扭转效应。     

阻尼器在框架结构中的优化布置策略

基于基础隔震体系的动力特性提出将阻尼器安装在框架结构底部楼层的优化布置策略。首先通过计算场地特征频率ω与减震结构底部隔震层固有频率ωn的比值初步确定结构底部安装阻尼器的楼层数;随后针对减震结构层间位移容许值,通过几次简单的试算即可最终确定所需的阻尼器数量及其安装位置。采用Etabs和Perform-3D两种分析软件,选取2条实际强震纪录和1条人工模拟的加速度时程曲线对一栋10层的减震结构进行了弹性和弹塑性时程分析,表明在底部楼层安装阻尼器的减震结构具备与基础隔震体系类似的动力特性。     

层间隔震框架结构抗震性能分析

阐述了隔震支座的力学性能,推导了隔震系统的动力平衡方程,利用大型有限元软件SAP2000在7度罕遇EL-Centro地震波作用下对隔震层置于底层、三层及八层柱顶的层间隔震框架结构进行动力时程分析,包括楼层位移、剪力和加速度,并对计算结果与传统抗震结构进行比较分析。研究结果表明,层间隔震具有良好的隔震效果,但隔震层位置的高低对层间隔震的减震效果有较大的影响,隔震层位置越低,减震效果越明显。     

隔震技术在型钢混凝土框架结构中的应用研究

型钢混凝土构件是指在混凝土里安置型钢并配少量纵筋的组合构件。本文采用大型有限元分析软件SAP2000,对型钢混凝土抗震结构和采用了隔震技术的型钢混凝土隔震结构在地震作用下进行动力时程分析,对比型钢混凝土抗震结构和型钢混凝土隔震结构的自振周期、层间位移角、顶层加速度和楼层剪力,分析得出隔震技术在型钢混凝土框架结构中的减震效果非常理想。     

隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析

为研究隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震结构的地震响应的影响,以一底盘为3层、塔楼为8层的隔震结构模型为背景,分别将隔震层设置在基础、底盘1层和3层柱顶、塔楼1层柱底和柱顶,由此建立5个隔震结构模型,采用时程分析法,对比结构在地震作用下的响应。结果表明:相对于抗震结构,5种隔震结构地震响应都有显著的降低,随着隔震层位置的升高,层间隔震结构隔震效果逐渐降低;与隔震层直接相连的下支墩独立柱的层间位移都出现放大的现象;大底盘隔震结构首层的层间位移都出现不同程度的放大现象。     

新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析

采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料,提出了一种应用于框架结构既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统.设计制作了1个相似比为1/5的5层钢筋混凝土框架隔震试验模型结构,同时采用ANSYS有限元分析软件,建立了该试验模型结构的有限元分析模型,进行了不同试验工况下模型结构的地震响应分析.研究结果表明,安装新型摩擦滑移隔震装置后,上部结构的地震响应基本为平动,加速度、层间相对位移、楼层地震剪力等显著减小,说明文中采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震装置能够明显地降低框架结构的地震响应,隔震效果明显.另外,只要确定合理的构造以及实施方案,这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求,应用实际工程结构.     

层间隔震框架结构地震反应动力分析

地震给人们带来的生命安全以及财产的损失是不可估量的。想要减少这种损失,需要发展抗震结构的建筑,减地震发生时带来的损失。而层间隔震框架结构就是最新发展起来的一种隔震结构。它和普通的抗震结构比起来减震性能比较好,有着较大的优越性。本文通过建立模型,利用ANSYS建立起普通的抗震结构以及层间隔离结构然后进行动力特性以及地震相应的分析,通过比较了解层间隔震框架结构相对于普通隔震体系的优异性。     

设备隔震的窑尾结构地震反应研究

根据窑尾结构设备质量大、结构高的特点,提出通过对窑尾结构主要设备支座处设置隔震支座,达到对窑尾结构消能减震的目的。采用SAP2000有限元软件分别建立传统的窑尾结构模型和设置隔震支座后的窑尾结构模型,进行模态分析、地震反应谱分析和动力时程分析。结果表明,提出的设备隔震方法对窑尾结构具有较好的减震控制效果,窑尾结构的基底总剪力、各层位移和层间位移角均有明显减小,为同类上部荷载较大的工业建筑抗震设计提供了一种新的消能减震方法。     

基于主动控制优化被动黏滞阻尼器及混合隔震研究

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动粘滞阻尼器的策略。并将被动粘滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加经济简便的方式解决隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题。首先将主动控制装置设置于隔震层形成主动混合隔震控制体系,采用主动控制算法获取隔震层主动控制力与速度特性,其次,利用主动控制力与速度关系曲线,通过最小二乘法拟合被动粘滞阻尼器的最优阻尼系数与速度指数,最后将设计出的被动粘滞阻尼器安装于隔震层,形成被动混合隔震控制体系。以一栋七层基础隔震结构为受控模型,通过对主动混合隔震控制体系与被动混合隔震控制体系的仿真分析可知：主动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为39.41%,45.04%及55.54%;被动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为36.40%,44.30%及52.51%;被动混合隔震控制对于隔震层位移的减震率能够达到主动混合隔震控制效果的90%以上,被动混合隔震控制对于隔震层加速度响应的减震率能够达到主动混合隔震控制的60%以上,被动混合控制也同样实现了减小隔震层地震响应的同时不增加上部结构的响应,依据主动控制算法设计的被动粘滞阻尼器形成的被动混合控制结构能够基本实现主动控制的效果。说明依据主动控制设计被动粘滞阻尼器实现主动控制效果的思想的可行性。     

某幼儿园基础隔震结构抗震性能分析

对某地下室柱顶基础隔震的4层框架结构幼儿园,应用有限元软件ETABS建模进行时程分析,分析超烈度地震作用下整体结构的抗震性能并重点讨论下部独立悬臂柱的抗震设计。结果表明:设防烈度7度(0.15g)多遇地震作用下,层间剪力减震效果显著;7度(0.15g)罕遇地震作用下,上部结构基本处于弹性,独立柱位移角极小;超烈度8度(0.20g)罕遇地震作用下,独立柱位移角仍然极小,楼层加速度减震效果显著,人体舒适度大为提高,隔震层仍然具有足够的稳定性和安全性,表明隔震设计显著提高了结构安全性。建议工程应用中类似隔震建筑在不影响地下室的使用功能条件下,加大独立柱刚度并优先选择较大直径的隔震支座。     

摩擦阻尼器在框架结构平面中合理布置分析

针对摩擦阻尼器在框架结构平面中合理布置进行分析.针对横向地震作用下摩擦阻尼器在空间框架结构中的5种布置形式,对摩擦阻尼器在框架结构楼层中合理布置进行了地震反应分析,研究了框架结构的楼层最大侧移、层间最大位移角和各榀框架顶部最大侧移.结果表明:在平面对称结构中,各种对称布置摩擦阻尼器的方式,其减震效果基本相同,且减震效果较显著;而非对称布置摩擦阻尼器的框架结构会产生不同程度的扭转效应,其减震效果较差,且地震反应甚至会超过相应抗震结构.因而阻尼器在结构中布置应尽量使结构刚度中心和质量中心重合,不宜使结构刚度中心和质量中心偏差加大.     

高烈度区某高层住宅隔震设计应用与分析

位于9度抗震设防区的西昌市某高层住宅结构,采用传统抗震设计方法抗侧力构件尺寸过大,层间位移难以控制,提出采用隔震橡胶支座的基础隔震形式进行设计和分析。通过Midas-Gen建立该结构三维有限元模型,综合考虑隔震层偏心率、抗风等要求,计算了结构水平向减震系数、隔震支座极限应力和上部结构层间位移角等指标。分析结果表明:通过基础隔震设计,隔震层最大偏心率为0.65%,隔震结构X、Y两个水平方向的基本自振周期分别延长至原结构周期2.55倍和2.74倍;隔震后层剪力减少最大超过65.5%,层倾覆力矩减少超过66.0%,水平向减震系数为0.351;在设防地震和罕遇地震作用下隔震支座位移满足要求,且支座拉应力最大仅为0.91 MPa;在多遇地震作用下,结构隔震前的层间位移角不能满足规范要求,隔震后的最大层间位移角为1/1 306。研究结果表明了位于9度区高层住宅,通过合理的基础隔震设计,可以明显降低上部结构响应,结构设计满足规范要求。     

智能隔震结构振动控制及其优化设计

目的为改善铅芯橡胶支座（LRB）隔震结构的减震效果和适用范围，并确定结构的优化参数和控制装置优化布局．方法提出3种磁流变阻尼器（MRD）与LRB混合方案，形成智能隔震结构。建立其动力分析模型，对7层智能隔震结构进行地震反应分析．结果3种混合方案的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层问剪力峰值分别比LRB隔震结构有不同程度的降低．建立智能隔震结构的优化设计模型，对混合方案3进行优化设计，各项地震反应均得到更好地控制．结论IHGA对智能隔震结构的参数和控制装置布局优化设计是有效的     

基于减隔震技术的某既有RC框架学校建筑抗震性能提升

以北京某既有RC框架学校建筑为例,进行了减震技术和基础隔震技术的抗震性能提升设计.采用Perform-3D和ETABS分别分析了减震和隔震结构的地震响应特征,对比加固前后的层间位移角和楼层绝对加速度等结构响应,结果表明:在结构中设置黏滞阻尼器的减震加固方案可较好地提升结构的抗震性能,能有效减少结构构件损伤,但罕遇地震作用下楼面最大绝对加速度值仍超出了3 m/s~2,绝大部分设备和非结构构件在震后可能损坏.采用隔震技术的加固方案可显著提升结构的抗震性能,罕遇地震作用下上部结构基本处于弹性状态,楼面最大加速度平均值降低至1.33 m/s~2,可有效避免设备和非结构构件的损坏,保证了该学校建筑在震后的功能可恢复性.     

底盘刚度变化对大底盘层间隔震结构抗震性能影响分析

为考察下部底盘抗侧移刚度变化对大底盘RC框剪隔震结构抗震性能的影响,在有限元软件Perform-3D中建立3种底盘构件尺寸和材料强度不变,仅改变层高的大底盘RC框剪隔震结构弹塑性模型,进行罕遇地震作用下的地震响应、能量耗散和构件性能状态分析。结果表明:相比非隔震结构,隔震后上部塔楼的地震响应有显著的减小,而底盘的加速度相比非隔震结构反而放大;随着底盘抗侧移刚度的减小,上部塔楼的减震效果降低,下部底盘抗震性能的改善效果有所提高;隔震后上部塔楼的梁、柱和剪力墙构件的变形性能状态得到了很大的改善,尤其是连梁构件,而下部底盘结构的梁、柱构件的变形性能状态也有较好的改善。 更多还原     

加层减震砌体结构动力时程分析

对于砌体结构提出具体的加层减震措施.由于在该程序中无现成的单元来模拟隔震层,根据程序特点和研究问题的本质,用组合单元和约束条件来模拟隔震层.隔震层采用双线性库仑摩擦阻尼恢复力模型和粘滞阻尼恢复力模型.用程序针对一栋4层砌体结构直接加层进行了动力时程分析.得出在地震作用下该房屋直接加层各层的最大位移和加速度.得出各层的位移和加速度动力时程曲线.对该房屋加层减震进行了动力时程分析.得出在地震作用下加层减震结构各层的最大位移和加速度.得出加层减震结构各层的位移和加速度动力时程曲线.最后,对计算结果进行了分析,得出一些有意义的结果和结论.     

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。     

层间隔震结构隔震层位置的敏感性研究

以一栋16层办公楼为工程背景,研究了层间隔震的不同隔震层位置对其减震效果的影响,使用CSIETABS三维非线性结构分析软件进行分析,得到了各不同隔震层位置对应的隔震后模态质量参与系数以及层间剪力、绝对加速度、层间位移角包络图.发现如果将隔震支座布置在基础隔震时的层间剪力最大层,同时限制住下部子结构层间剪力,将得到比较好的减震效果.