某住宅楼基础隔震设计与分析

本文通过实际工程的设计计算,分析了隔震结构在地震作用下的抗震性能,介绍了基础隔震结构的设计方法,为隔震结构的设计提供了有益的借鉴。     

组合支座隔震结构及其动力反应分析

本文重点介绍了用于基础隔震结构中的一种新型组合式滑移支座，它由滑板式橡胶支座和普通橡胶支座组合而成。并且建立了这种组合支座的恢复力模型，分析了由该组合支座所组成的基础隔震结构的动力反应时程分析，计算表明了这种组合支座是一种安全有效、经济实惠的隔震支座。     

基础隔震结构设计反应谱

基础隔震结构具有基本周期长，隔震层变形大，临界阻尼大的特点，规范反应谱没有给出该类结构的设计方法，为了简化基础隔震结构设计方法，便于工程的推广和应用，本文针对基础隔震结构长周期，大阻尼的特点，计算拟合了结构设计加速度反应谱和位移反应谱和位移反应谱，并给出了反应谱计算公式。     

基础滑移隔震房屋结构设计与工程应用的理论研究

本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析，利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究，提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型，编制了隔震结构的分析程序，提出了基础滑移隔震房屋结构设计的构造措施和减震效果试推检验方法。实际工程算例表明，滑移隔震结构较基础固定结构有较好的抗震性能，在设计中可降低设计烈度二度进行隔震设计。     

三维非偏心基础隔震结构非平稳随机振动分析

利用虚拟激励法和等效线性化技术,通过缩减等效线性化微分方程的数量,提出了求解三维有限元模型基础隔震结构非平稳随机响应的近似计算方法。计算中,假定隔震系统即使在受到大震激励时,其上部结构也依然处于弹性状态,塑性变形主要集中在隔震层处,隔震支座的本构关系采用Bouc-Wen模型描述。根据基础隔震结构响应的特点,假定同种类型支座相同方向滞迟变量大小相等,这样就可以显著减少参与计算的等效线性化微分方程的数量,降低微分方程组的阶数,提高了计算效率和精度。通过分析一简单的三维基础隔震的框架结构,验证了所提方法的正确性。该方法可以考虑不同类型隔震支座的差异性,方便地求得地震作用下各个支座的破坏情况,对于分析隔震支座在地震中的基础提离问题具有重要意义。     

基础隔震结构地震响应时程分析新方法

针对隔震层恢复力模型为折线型的层间剪切动力方程，研究了基础隔震结构在地震作用下的弹塑性时程反应。通过多种方法比较，说明了各种方法的优缺点。采用把结构特性和外部激励分开进行精细积分的增维分块精细积分法，避免了每一步迭代过程中的指数矩阵精细积分求解，在保持计算精度的同时，提高了计算效率；考虑地震作用特点后，增维分块精细积分法的计算效率有所提高。因此，增维分块积分法在计算基础隔震结构地震响应上是非常有效的。     

滚动基础隔震机构的动力分析

介绍了一种滚动基础隔震系统,并由此建立了此隔震系统的计算模型和运动微分方程。对此隔震结构在简谐波和地震波作用下进行仿真、分析从而证明这个系统的可行性。数值计算表明:在忽略上部结构阻尼的情况下,对具有破坏性的地震,安装该隔震系统可消减地震动加速度向上部结构的传递,并且弹簧的存在限制了底板的位移,具有自动复位能力。并探讨了起决定作用的几个参数,为以后的优化设计奠定基础,对工程实践具有指导意义。     

高层基础隔震建筑非平稳随机响应改进算法

利用虚拟激励法和等效线性化技术,计算了基础隔震高层建筑的非平稳随机响应。研究了高阶振型对高层隔震建筑响应的影响,提出了针对基础隔震结构随机响应分析的改进算法。计算中假定隔震建筑上部结构在大震作用下依然保持弹性状态,塑性变形集中在隔震层处,隔震层的恢复力-位移本构关系采用Bouc-Wen模型来描述。上部结构只需要提取前若干阶振型参与动力计算,剩余的高阶振型对结构响应的贡献按照静力校正技术求得。研究表明,改进的计算方法在没有显著增加计算量的同时,通过近似考虑高阶振型的影响,有效地提高了计算的精度。     

单轴偏心的基础隔震结构地震响应分析

本文分析了单轴偏心的基础隔震结构在二维水平地震动输入下的地震响应。计算了反应比R与偏心率ex/L和ωθ/ωx以及入射角α的关系。由结果可知，对存在扭转变形的结构而言，基础隔震的效率随着结构偏心率ex/L的增大而降低；随着ωb/ωx的增加，基础隔震的影响降低；对同一结构，地震动入射角对反应比的影响效果并不明显。     

框架结构隔震性能对比试验研究

基础隔震和层间隔震技术是结构抗震的一种新途径和新方法，本文桉相关似关系设计制作了三个结构完全一样的钢筋混凝土三层框架模型，分别采用基础隔震，层间隔震和基础固定三种形式，在模拟地震振动台上同时进行抗震试验，试验结果表明基础隔震可以大大延长结构基本周期，减小结构加速度反应５０％以上，结构层间位移反应很小；层间隔震结构中，层间隔震层的反应放大，从而减小了以下各层的反应。     

隔震结构动力特性及响应对计算模型参数的敏感性研究

双质点系计算模型是基础隔震结构简化计算理论研究中提出过的可以考虑高阶振型作用的一类实用模型。为了掌握基础隔震结构的动力特性及响应对这类简化计算模型参数的敏感性,该文利用“基础隔震结构的力学特点”和“每一质点所有振型参与向量和必须为一”的条件,研究了双质点系简化计算模型的动力特性及地震响应对于模型质量比、周期比的敏感性,...     

高层基础隔震结构高宽比限值分析

研究了橡胶支座高层基础隔震结构高宽比限值。为考虑高阶振型对结构高宽比限值的影响，采用3质点模型推导了高层隔震结构高宽比限值的显式，给出各种建筑类别、设防烈度、场地条件和结构阻尼比的高宽比限值，并按简便、安全的原则对各种工况下的高宽比限值进行了归并，与采用单质点的计算结果对比后发现相差不大，说明高阶振型对高层基础隔震结构高宽比限值的影响不大。本文还进一步讨论了当隔震周期不等于临界周期时高宽比限值的变化情况，发现当隔震周期小于临界周期时高宽比限值的降低并不明显，当隔震周期大于临界周期时高宽比限值的降低比较明显。     

基础隔震结构扭转振动反应分析

本文分析了地震作用下,基础隔震结构平动扭转耦连振动反应,讨论了隔震层水平刚度,扭转刚度与结构固有周期的关系,计算了基础隔震结构的地震扭转反应,结果表明：结隔层水平刚度减小,周期变工时,平均卓越型固有振动型的周期接近无偏心时的平动一次周期,对存在的扭转变形的基础隔震结构来说,通过减少隔震层的刚度偏心,可以抑制整个结构的扭转变形比。     

基础隔震结构基于新抗震规范地震动随机模型的地震作用取值

对多自由度基础隔震结构的地震作用取值问题进行了系统研究。首先建立了结构运动方程，接着用实模态对上部结构进行解耦，针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况，再用复模态法解耦，最后采用基于新抗震规范的地震动随机模型，运用复模态时域法获得了体系的相对位移，由此便可以得到结构的地震作用取值。最后，通过一个例子来说明多层基础隔震结构的地震作用计算方法，同时给出了由规范的振型分解反应谱法得到的基础固定结构的地震作用取值。     

橡胶支座基础隔震建筑地震作用实用计算方法

在分析国内外橡胶支座基础隔震建筑地震作用计算方法的基础上,提出了计算橡胶支座基础隔震建筑地震作用的实用计算方法。该文建议的方法考虑了地运动参数和结构参数等多种因素与结构动力特征的相互关系,计算结果与时程分析的结果比较接近,能够满足工程设计的要求。     

串联隔震结构体系的地震易损性分析

根据串联隔震建筑结构体系的地震可靠度特征,推导了串联隔震结构体系的地震可靠度计算公式,并根据隔震结构的上部结构、隔震层、下部结构的概率地震需求模型,提出了串联隔震结构的地震易损性计算方法。最后,以某典型高层框架-核心筒基础隔震结构为算例,建立了高层隔震结构的有限元模型并进行地震动响应分析,利用已提出的方法对该隔震结构的地震破坏概率进行分析,获得了高层隔震结构整体处于严重破坏状态时的地震易损性曲线,结果表明隔震层的破坏是影响高层隔震结构体系整体地震可靠度的关键因素。     

基于SMA复合橡胶支座的建筑结构自适应隔震

提出一种应用形状记忆合金拉索耗能器复合普通橡胶支座(简称SMA复合橡胶支座)的新型建筑结构自适应隔震体系,给出了该隔震支座的详细构造和工作机理,研究了SMA复合橡胶座的智能性,分析了基础隔震结构计算模型.验证了形状记忆合金在建筑结构自适应隔震方面的有效性与适用性.     

基础隔震结构的运动方程与阻尼矩阵在动力响应分析中的适用性研究

结构阻尼模型和运动方程是影响结构抗震动力分析精度的关键因素。由于基础隔震结构地震响应具有显著的特殊性,因此普通非隔震结构地震响应算法未必适用。基于这一认识,重点研究基础隔震结构动力分析方法中采用的各种模型,考虑基于不同地震动输入的结构阻尼模型和运动方程。研究发现,采用现有常规方法构造隔震结构阻尼模型时,上部结构会随着隔震支座发生刚体位移时产生阻尼力,这将可能导致计算精度的显著降低。针对这一问题,提出了确定基础隔震结构阻尼矩阵的一般方法,给出了基于上部结构阻尼矩阵和隔震层阻尼常数的通用表达式。采用隔震结构剪切型模型,给出了结构矩阵的解析表达式,并以此为基础进行了算例验证。研究结果表明,目前常用的隔震结构阻尼模型可能会高估结构的阻尼作用,从而低估结构响应;采用位移输入模型会高估隔震层相对位移、低估上部结构响应,当隔震层等效阻尼比达到0.3时,相对偏差可达到34.6%和-31.1%,而采用位移-速度输入模型可得到与加速度输入模型一致的分析结果,故应采用位移-速度输入模型代替传统的位移输入模型。     

翻转动能对基础隔震剪力墙结构高宽比限值的影响分析

针对上部结构整体刚度较大的基础隔震剪力墙结构体系,通过将上部剪力墙结构简化为刚体得到能够考虑结构翻转动能的两自由度基础隔震简化模型,并以此为分析对象,建立体系振动微分方程。采用复模态方法进行解耦变换,分析结构平动及隔震层翻转角位移的频响特性。在此基础上提出了考虑上部结构翻转动能影响动力倾覆分析方法,并推导了高宽比限值的动力法计算公式。通过对比分析动力法及等效静力计算结果,得出以下结论:上部结构翻转动能对基础隔震高层剪力墙结构以支座不受拉为控制条件的高宽比限值的影响不容忽视;所提出的动力倾覆分析法较仅考虑平动动能的等效静力法更为准确,且更偏于安全;等效静力法相对于动力法计算结果的偏差随着地震烈度、隔震结构周期、场地卓越周期的增大而减小,随隔震层水平等效阻尼比的增大而增大;在其他设计条件不变的情况下,减轻上部结构质量、增大隔震支座总竖向刚度,对基础隔震剪力墙结构高宽比限值的提高是有利的;分析基础隔震剪力墙结构高宽比限值时,应当充分考虑场地条件、地震分组、结构周期、阻尼比等因素的影响。     

环境激励下基础隔震结构的主要动力特性研究

通过对两栋基础隔震建筑在环境激励下的振动测试,运用随机子空间识别法和有理分式多项式法分别识别了结构的模态频率、振型和模态阻尼比。识别结果表明在环境激励下,基础隔震结构的基本频率远大于设计计算多遇地震工况下的基本频率;等效黏滞阻尼比很小,与未隔震结构的阻尼比相当,可以将基础隔震结构视为经典的比例阻尼系统。进一步以其中一栋为研究对象,以识别的模态参数作为修正基准,采用多目标优化的方法反演了环境激励下隔震层的实际水平等效刚度,结果表明其值为多遇地震下计算刚度取值的10.9倍。最后,基于反演的实际隔震层的水平等效刚度对结构的初始有限元模型进行了修正,并对修正后的模型进行了数值分析,分析结果与实际测试结果的对比表明修正后的模型可以更好地反映基础隔震结构在环境激励下的动力特性。