砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固及隔震加层振动台试验研究

为研究砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固技术的加固效果,并探讨在其顶部隔震加层的可行性,进行了3个相似比为1/4模型的振动台对比试验, 模型分别是加固砌体结构模型、加固后加层非隔震结构模型和加固后加层隔震结构模型。试验测试了模型结构的动力特性及其在不同地震作用下的动力响应,为了分析结构震损后的动力响应,在试验模型经历罕遇地震作用下的损伤后又继续进行不同水准地震输入试验。试验结果表明：加层非隔震结构的上部钢框架鞭稍效应非常明显;加层隔震结构有效延长了结构自振周期,增大了结构阻尼比。加层隔震结构既有效降低了下部砌体结构的地震响应又降低了上部钢框架的地震响应,其加固效果和抗震性能优越。同时,震损后加层隔震结构的隔震效果明显降低,下部砌体的加速度反应可能大于加固结构和加层非隔震结构,建议在设计时充分考虑这种不利影响。     

串联隔震结构震损倒塌动态模型分析

建立了叠层橡胶隔震垫与地下室悬臂RC柱组成的串联隔震结构的有限元分析模型,编写了利用MSC.MARC软件生死单元二次开发UACTIVE程序来模拟隔震垫的失效,并分析了远场多维地震激励下不同长细比悬臂柱柱顶加连梁对结构响应的影响,同时分析了设置阻尼器控制隔震层位移后的结构地震响应。分析表明:通过生死单元二次开发程序可以有效地模拟隔震垫破坏;实际工程中常规的长细比悬臂柱柱顶加连梁对串联隔震结构的响应影响微小;隔震层增设非线性阻尼器可以控制位移且不影响多遇地震下的隔震效果。     

隔震技术在某体育馆加固工程中的应用与分析

本文以某中学局部4层框架结构体育馆抗震加固工程为背景,利用SAP2000软件,建立了框架结构体育馆的有限元分析模型,通过模态分析与动力时程分析得到非隔震结构与隔震结构在多遇、罕遇地震作用下结构周期、层间剪力、层间位移、层间位移角和顶层加速度等地震响应参数,比较并分析了体育馆采用隔震技术后的减震效果。结果表明:采用隔震技术加固方案后,结构的地震响应得到明显的降低,从而显著地提高了结构的抗震能力。利用该方法加固,节约造价,施工方便,可供同类工程参考。     

某高位层间隔震加固结构分析研究

采用层间隔震技术对某建筑进行加层与加固的减震设计,并对高位层间隔震结构和加层后无隔震传统结构进了对比分析,包括反应谱和局部非线性多遇地震和罕遇地震作用下的时程分析。分析结果表明,高位层间隔震结构能明显减小结构的地震反应,改善结构的抗震性能,从而减少底部原有结构构件的加固数量,并且能使结构满足现行抗震设计规范要求。最后还提出采用高位层间隔震技术时电梯井的处理方法,可供相关工程设计参考。     

某砖混结构隔震设计研究与有限元分析

通过对某砖混结构进行建筑隔震设计,利用有限元软件ETABS建立了三维计算模型,研究并分析该砖混结构在设防地震作用下隔震前后结构的周期和隔震与非隔震层间剪力比,以及在罕遇地震作用下隔震层的最大水平位移。计算结果表明:砖混结构在设防地震(中震)作用下,采用隔震技术后,结构的周期明显延长,且满足相关规定要求,隔震结构层剪力与非隔震结构层剪力相比满足计算要求;结构在罕遇地震下,隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求。     

建筑隔震结构地震响应计算的层间剪力校准系数法

隔震结构由于其优越的抵御地震能力而在实际建筑工程中得到了广泛的应用。针对建筑隔震结构,我国GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》所推荐的水平向减震系数法,通过引入水平向减震系数修正未采取隔震措施结构的反应谱法结果,间接获得采取隔震措施后结构的地震响应。该法具有较强的操作性,但其合理性一直受到工程界的关注。针对隔震结构的局部非线性行为,建立隔震结构地震响应的时域显式表达式,利用其降维列式优势实现隔震装置局部非线性自由度的高效降维迭代计算。结合随机模拟方法,统计获得非线性隔震结构在地震作用下的层间剪力。在此基础上,针对等效线性隔震结构反应谱法得到的层间剪力进行校准,获得各楼层层间剪力校准系数,然后采用该系数调整反应谱法计算得到的等效线性隔震结构各楼层的构件内力。采用所提出的层间剪力校准系数法和规范推荐的水平向减震系数法,对两个基础隔震结构进行地震作用效应分析,结果表明所提出方法能有效提高隔震结构地震响应的计算精度。     

基底隔震建筑结构动力特性辨析

有关建筑隔震教材和论著认为,基底隔震通过延长结构自振周期并增大结构阻尼,可以大幅减小上部结构由地震产生的剪力和加速度,但会增大结构的位移响应,并由此要求设计人员在这对矛盾中寻求平衡点。在地基简谐振动条件下,本文针对单自由度和多自由度体系的线性力学模型,分别介绍和建立了结构地震响应理论计算公式,并对结构自振特性、绝对位移和加速度以及相对位移的隔震传递率特性进行了参数分析,结果表明:上述建筑隔震论著混淆了结构绝对位移与相对位移(层间变形)的概念;与抗震技术相比,隔震建筑通过隔震层的大变形的同时实现上部结构绝对位移和加速度的大幅减小,而并非增大了结构的位移响应。本文对正确理解建筑基底隔震基本原理和概念,具有重要的学术意义。     

高层住宅剪力墙结构隔震设计

隔震建筑的隔震层阻隔了地震时地面振动向上部结构传递地震作用(或振动能量),造成结构自振周期增大,加速度减小,位移增大,隔震结构设计时,需要在减小加速度响应和增大位移响应之间找到最佳的平衡点,并考虑不同场地作用的影响。以实际剪力墙工程为例,介绍了减隔震方案的选择、抗震目标的确定、减震系数的计算、隔震层的设计。计算分析表明,隔震技术显著地降低地震能量的输入,隔震建筑的抗震设防水准高于同条件下的非隔震建筑。     

砌体结构加固及加层隔震模型的非线性数值模拟

研究砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固以及加层隔震后结构在大震作用下的非线性动力响应。基于通用大型有限元软件ABAQUS建立砌体结构模型、加固结构模型以及加层隔震模型,对这些模型进行大震作用下的动力弹塑性分析。计算结果表明,在大震作用下加固结构较原结构的砌体部分承担的地震响应大大减小,非线性损伤也大大减轻,基底剪力大部分由外套结构承担;加层隔震不但不会加大原有结构的地震作用,反而会削弱下部结构的地震作用,进一步减轻砌体部分的非线性损伤。通过分析表明,砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固技术减轻地震响应和损伤,可以取得良好的加固效果,加层隔震后的加固效果更好,文中提出的加固方法具有良好的应用前景。     

大底盘多塔高层隔震结构的地震响应

采用弹性时程分析方法,结合某大底盘多塔隔震结构(建成后将成为目前大陆地区最高的隔震建筑),分析结构在多遇及罕遇地震作用下的响应。对比层间剪力,计算水平向折减系数,绘制结构层间位移的变化曲线,并探讨高层复杂结构应用隔震技术的相关要求。结果表明,隔震结构的地震作用显著降低,层间剪力远小于抗震结构的,罕遇地震作用下的水平向折减系数更小;层间位移主要集中在隔震层,上部结构的层间位移几乎为零,结构呈现出明显的整体平动趋势。     

昆明团山幼儿园摩擦摆隔震体系结构设计与计算分析

采用摩擦摆隔震体系对昆明团山幼儿园3层钢框架结构进行了基础隔震设计。通过试验获得了摩擦摆隔震支座的竖向刚度,利用SAP2000对结构进行了动力弹塑性分析。分析结果表明,在地震作用下,隔震结构的层间位移角、层间剪力和楼面加速度响应比非隔震结构减小显著;在罕遇地震下,隔震结构仅出现少量梁铰、未出现柱铰,表明上部结构基本处于弹性,减震效果显著。     

基于ANSYS框架结构隔震分析

隔震技术在保证建筑结构安全方面具有重要意义。首先,借助ANSYS中特有的COMBIN40与COMBIN14单元,建立一种用于模拟水平隔震支座的组合隔震单元。其次,对某5层框架结构进行了建模分析,分别进行模态分析和时程分析,通过对比隔震与传统结构在同一地震波输入下的反应,讨论了两种结构模型的自振周期、层间位移、层加速度。最后通过结果分析表明:ANSYS中利用组合单元进行隔震设计是合适的,隔震装置的应用显著降低结构的加速度响应,顶层加速度反应降至1/3,表明隔震技术有效提升结构抗震性能。     

偏心荷载下仓储建筑隔震结构弹塑性地震响应研究

进行了偏心荷载作用下8层仓储隔震结构的弹塑性地震响应分析,选用考虑大变形硬化的橡胶隔震支座力学模型建立上部结构弹塑性隔震结构模型,对比了偏心结构与不偏心结构的地震响应。结果表明偏心荷载的存在会显著增大上部结构的地震响应。对于存在偏心荷载的隔震结构,隔震层产生了明显的扭转效应,且扭转效应会放大上部结构的地震响应。其次,考虑结构的偏心荷载后,相同的地震波作用下,结构整体的塑性耗能也明显增加。最后提出对于仓储建筑隔震结构应根据结构的实际用途进行结构设计,并在活荷载集中的区域加强抗震措施。     

近断层地震作用下隔震结构基底碰撞响应分析及倾覆倒塌模拟

近断层脉冲型地震作用下,建筑的隔震层会产生较大的侧移,与周边基坑挡墙可能发生碰撞。采用非线性弹簧来模拟基坑挡墙,考虑上部结构的弹塑性变形。利用基于非线性弹簧的碰撞模型,分析了近场、远场地震作用下隔震结构的碰撞响应,探讨了隔震结构与周边基坑的预留间距对隔震结构碰撞的影响。并通过二次开发,采用生死单元法,模拟了碰撞导致隔震结构的倾覆倒塌。基于增量动力分析(IDA)的分析结果表明:近场地震作用下隔震结构更容易发生碰撞,对隔震结构的倾覆效应更具相关性,碰撞导致隔震支座产生受拉破坏继而发生倾覆倒塌。     

宿迁某高层剪力墙住宅基础隔震设计方法研究

某高层剪力墙住宅位于地震高烈度区江苏省宿迁市,为了提高其抗震性能采用了基础隔震技术。由于我国规范对地震高烈度区建造高层隔震建筑还没有明确的设计依据。文中将组合隔震设计方法应用于该建筑的基础隔震设计中。为满足设定的抗震性能目标,隔震层采用了天然橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座的组合隔震形式。分析表明,地震作用下两种隔震支座充分发挥了其隔震性能,上部结构的地震响应明显降低,并且隔震层在罕遇地震下工作状态稳定,满足抗震规范要求。     

基于ANSYS基础隔震框架结构地震响应分析

借助大型有限元分析软件ANSYS,对某多层框架结构进行了基础隔震与基础固支的地震响应时程分析,通过对比基础隔震与基础固支在同一地震波输入下的反应,讨论了两种结构模型的位移、加速度、层间剪力,结果表明：基础隔震多层框架结构的地震响应明显小于基础固支结构的地震响应。     

高层装配式层间隔震结构的抗震性能及破坏失效模式研究

本文在同时考虑隔震层及其上、下部结构非线性的基础上,对一高层装配式层间隔震结构进行了动力弹塑性分析。通过分析结构地震响应,研究其不同地震波输入下的抗震性能。并通过增量动力分析(IDA)探讨高层装配式层间隔震结构在超大地震下的损伤机理和失效破坏模式,为高层层间隔震技术的发展提供了理论依据。     

超大跨度单层网壳隔震结构多维地震作用分析

以安阳市科技馆球面型单层联方型网壳结构为研究对象,利用有限元软件Midas gen建立三维有限元模型,对该结构进行水平地震及双向地震作用下隔震结构原结构地震响应对比分析,研究了隔震大跨度网结构多维地震作用下地震响应峰值的变化情况。     

橡胶垫基础隔震建筑的非线性动力响应

文章着重讨论了橡胶垫基础隔震建筑的非线性动力响应。文中采用常用的层间剪切模型，隔震系统采用双线性恢复力滞回特性曲线，进而分析了橡胶垫基础隔震建筑的地震响应，探讨了隔震系统参数对结构响应的影响，为提出橡胶垫基础隔震建筑地震作用的实用计算方法打下基础。     

减少隔震建筑物隔震层相对位移的研究

以某实际的框架隔震建筑结构为工程背景,该工程在基础与主体结构之间使用了摩擦摆隔震支座,加入了隔震层后出现过大的位移,从而影响了隔震建筑物的使用。为解决隔震层在地震作用下出现过大位移的问题,考虑隔震层中按照一定的规律加入阻尼器,同时研究了阻尼器在地震作用下的减震率。在SAP2000有限元软件中建立该建筑物的有限元模型,在模型中并考虑阻尼器和摩擦摆隔震支座的加入,并对在隔震层中加入与未加阻尼器的地震响应做了系统的对比研究。研究结果表明,在建筑物的隔震层中加入阻尼器后能有效减少隔震建筑物在地震作用下的刚体位移,同时使隔震建筑物的适用性更强。