竖向不规则高层建筑双层隔震体系的抗扭分析

以某高层竖向不规则框架结构为例,输入双向地震波,采用SAP2000分析罕遇地震作用下基础隔震、层间隔震和双层隔震体系的减震性能。研究表明:双层隔震体系的周期比、顶层加速度峰值和水平向减震系数均最小,层间位移角除在转换层处有突变外,其余各层的层间位移角亦最小。双层隔震体系比单一隔震层体系的支座位移和剪力值都要小很多,滞回曲线更为饱满。双层隔震体系在七层以上位移比都是最小的,因此,对于竖向不规则高层建筑,采用双层隔震体系可有效降低高层结构地震响应和扭转响应,但需要注意局部节点加强。     

某别墅首层柱顶隔震设计分析

对某别墅进行首层柱顶隔震设计。时程分析表明:在7度多遇地震作用下,隔震结构与非隔震结构相比,隔震层以上最大层间剪力比为0.26,减震效果明显;首层柱子按7度罕遇地震作用下产生的内力进行强度设计,具有足够的强度;分析对比了隔震结构和非隔震结构在7度和8度罕遇地震下的层间位移角,结果表明隔震结构在罕遇地震下的层间位移角远远小于非隔震结构,隔震结构在大震下表现出了良好的工作性能。     

某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究

为了研究高烈度区高层剪力墙结构住宅采用隔震设计的技术经济性,对某剪力墙结构采用隔震设计前后进行了较为全面的分析比较。多遇地震作用下,分别对隔震结构与非隔震结构的底部剪力和层间位移角进行验算。罕遇地震作用下,对隔震结构与非隔震结构的耗能性能、层间位移角、剪力墙变形角以及连梁变形角等进行对比分析,考察结构的损伤情况。在此基础上,探讨了隔震结构与非隔震结构材料用量、工程造价与设防烈度的关系。分析结果表明,采用隔震设计后,结构的地震总剪力与倾覆力矩均可降低2/3左右,多遇地震作用下的最大层间位移角可减小40%以上,罕遇地震作用下的最大层间位移角可减小50%以上;设置黏滞阻尼器对于减小隔震层的最大位移作用显著;剪力墙基本处于弹性状态,连梁的损伤程度大大降低。8度(0.3g)设防时,隔震结构钢筋和混凝土的用量均明显少于非隔震结构,工程造价低于非隔震结构。     

云南省博物馆新馆隔震结构模拟地震振动台试验研究

云南省博物馆新馆是采用基础隔震结构的大型建筑,其隔震层采用铅芯橡胶支座与橡胶支座。该结构为 钢-混凝土混合结构,具有楼板不连续、竖向杆件不连续等特点,并且屋面钢桁架设有多层钢结构悬挂层。为研究该隔震结构的抗震性能,进行了1/30比例模型模拟地震振动台试验。结果表明,8度多遇、设防和罕遇地震作用下结构未出现破坏,结构自振频率未有明显变化,结构保持为弹性状态;在多遇、设防和罕遇地震作用下主体结构加速度放大系数小于1,设防烈度地震作用下,层间位移角小于弹性层间位移角限值;隔震层支座滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力;结构在不同地震波作用下的加速度和位移反应不同。结构4～6层测点加速度放大系数和层间位移(角)略大,模型顶部钢桁架系统隔震效果不明显。     

高层隔震结构在长周期地震动作用下的响应分析

将地震波进行经验模态分解(EMD)求得固有模态函数(IMF)并做希尔伯特-黄变换,求得地震动记录的累积能量谱以及边际谱。通过边际谱的平均特征周期或β谱2~10 s的加权平均值的定量方式区分出普通地震动和长周期地震动。为了考察高层隔震结构在长周期地震作用下的响应,建立一有实际工程背景的基础隔震的高层建筑模型;输入经过长周期地震波和反应谱与规范反应谱相符的地震波进行时程分析,比较两者作用下结构响应的异同。分析结果表明:定量的方式可以区分长周期地震动和普通地震动,将经过区分的长周期地震波作为输入,算例在长周期多遇地震及罕遇地震作用下,底部固定高层结构和高层隔震结构的楼层剪力平均值、层间位移角以及高层隔震结构的隔震层位移均较与反应谱相符的地震作用下大,隔震层位移的增大尤其明显。从隔震系数和层间位移角而言,长周期地震作用下的隔震效果较差。符合规范反应谱的时程分析表明该高层隔震结构本身隔震性能良好,上部结构性能接近大震弹性。因此高层隔震结构在等值PGA的输入下,长周期地震作用下,高层隔震结构在小震和大震下都很难满足设计要求,对于存在长周期地震动风险的情况下,需要开发适合于高层隔震结构的隔震体系。同时,拟输入地震动为长周期地震动时,等值PGA不是一个合理的指标。     

长富宫高层钢结构在罕遇地震时的安全检验

本文介绍了用时程分析对长富宫饭店高层钢结构进行的罕遇地震作用下的安全检验,用层水平承载力、层间位移角和层间位移延性比三个参数检验,长富宫在大震时是安全的。还用罕遇地震时的等效层剪力作了检验。在此基础上,提出了高层建筑钢结构抗震设计第二阶段安全检验的弹塑性时程分析实用方法建议。     

采用基础隔震的高层剪力墙结构时程反应分析

对某高层隔震剪力墙结构进行了三维有限元时程分析,并对比分析了隔震结构与非隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下剪力墙结构的最大层间位移、最大层间剪力,得到一些有意义的结论。     

近断层地震动作用下双层隔震体系的地震响应分析

提出了采用基础隔震和层间隔震并用的双层隔震体系,输入近断层地震记录,考察了破裂向前方向性和滑冲效应脉冲对隔震结构的影响。研究表明,采用双层隔震体系可比单独采用基础隔震体系取得更好的减震效果,滑冲效应脉冲比破裂向前方向性脉冲对双层隔震结构更具有破坏性。中间隔震层的位移幅值通常要比基础隔震层的位移幅值大,应注意控制中间隔震层的最大位移不超过容许位移。在破裂向前方向性和滑冲效应脉冲地震作用下,中间隔震层宜分别设置在结构的中下部和结构的中部左右方可取得较好的减震效果。     

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。     

古塔整体平移后的抗震性能分析与隔震改造

利用数值模拟方法研究龙溪塔整体平移后的动力特性及其抗震性能。考虑塔檐、塔刹以及开洞等构造,建立平移后古塔的三维实体有限元模型,进行了模态分析和时程分析,通过输入不同地震波,计算出结构在多遇地震与罕遇地震情况下塔体的位移反应、层间位移角以及应力等。结果表明:在不同地震波作用下古塔一层墙体和二层墙体与塔檐连接处应力较大,一层角部最大应力值已超过材料极限强度;塔刹的位移反应与塔身相比较大;层间位移角随层高增加而增大,在多遇地震下塔刹处层间位移角远小于层间位移角限值,古塔主体结构处于弹性状态,不发生破坏;在罕遇地震作用下,除一层以外各层的层间位移角均超过限值,二三层结构有轻微破坏,四至七层结构出现中等破坏,塔刹严重破坏甚至倒塌。提出龙溪塔整体平移后的隔震改造建议,对比分析隔震前后古塔的抗震性能,结果表明在平移后的建筑物下设置隔震支座减震效果明显。     

考虑高阶效应的高层基础隔震结构振动与控制

为了研究高层基础隔震结构的高阶效应及其控制方法，揭示了高层基础隔震结构的高阶效应机理。以实际工程为原型，进行了1/15比例的缩尺模型地震振动台试验，同时建立有限元模型，通过时程分析方法获得加速度与位移响应，并将分析结果与试验数据进行对比验证了有限元模型的有效性。研究结果表明：在一定条件下，高层基础隔震结构高位部分可能产生较明显的高阶效应，其响应突变层位置基本置于高位部分质量与结构总质量占比约为1/5处；8度罕遇地震作用下，结构顶部加速度放大系数超过2,响应突变层附近层间位移角超过1/100,该类型结构可能具有较大安全隐患；提出的基础隔震与TMD混合减震方案和基础与层间混合隔震方案均能有效的解决高层基础隔震结构的高阶效应，其中基础隔震与TMD混合减震方案振动控制效果能达50%左右；基础与层间混合隔震方案的最佳减震效果可接近50%。     

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。     

某高层隔震建筑地震响应分析

利用Etabs软件,对某高层隔震建筑进行非线性时程分析。时程分析表明:在8度(0.3g)中震作用下,隔震结构与非隔震结构相比,隔震层以上最大减震系数为0.34,减震效果明显;在8度(0.3g)罕遇地震下,隔震结构整体抗倾覆验算满足要求;在罕遇地震作用下,隔震层发生较大变形,隔震层以上楼层层间位移很小,上部结构呈现平动。     

隔震层位置不同的隔震结构地震响应分析

分别对带有一层地下室的三层、六层、十层框架结构进行隔震设计,根据隔震层位置不同提出两种隔震方案:地下室底板隔震和地下室柱顶隔震,通过与传统抗震结构相比得到:不论框架层数多少,隔震后结构前三阶周期延长2~4倍,中低层框架结构的周期增长率比高层结构大,隔震结构的层间剪力、层间位移和楼层加速度均有显著降低,中低层框架结构的减震效果相对优于高层框架结构,且在罕遇地震下减震效果更明显;从不同层数框架结构的水平向减震系数和隔震层位移等对比可知,地下室柱顶隔震的减震效果相对较好。     

多层基础隔震结构考虑近场影响的计算方法

基础隔震结构的近断层脉冲型地震作用与常规地震作用相比,结构的最大绝对加速度、隔震层的最大位移均有较大增加。通过算例分析,采用时程分析法对近断层脉冲型地震作用的隔震结构计算时,罕遇地震下的峰值加速度的取值决定了隔震支座的选择。通过对《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)12章及附录L简化计算方法的分析,三种罕遇地震峰值加速度取值对应三种隔震支座布置的计算结果,8度区多层框架结构,建议采用插值法进行罕遇地震下隔震层计算,隔震层以上结构的水平地震影响系数最大值,抗规公式(12.2.5)应乘以近场影响系数。     

带裙房高层隔震框架结构在罕遇地震下非线性时程分析

简要介绍隔震结构的减震机理,为研究高层隔震结构的减震性能,以一栋带裙房的11层框架结构为例,采用有限元软件SAP2000建模,对无控结构模型,层间隔震模型和基础隔震模型进行罕遇地震作用下非线性时程分析。通过层间位移、层间剪力、顶层加速度反应对比,得出一些有用结论:隔震支座能有效减少地震能量向上部结构传递,基础隔震效果优于层间隔震。     

山西某公寓楼基础隔震设计与研究

对位于山西某8度设防烈度区的一公寓楼采取基础隔震设计,柱底设置隔震装置,选用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座。通过时程分析方法,分析隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的地震响应。计算结果表明,隔震后结构的自振周期明显延长,上部结构的楼层剪力和层间位移角显著降低,反应位移主要集中在隔震层,隔震效果较好,支座耗能能力较强,结合建筑抗震规范,上部结构抗震设防烈度可按降一度设计。     

某高层建筑隔震设计计算及分析

对某12层的框架剪力墙结构工程实例进行了隔震设计计算分析.利用ETABS模型运用时程分析法对隔震结构进行了计算,由结果分析可知,隔震装置在多遇地震作用下能够延长结构的周期、减小结构的层间位移角,有效地减小结构的地震反应;在罕遇地震作用下楼层层间位移角能满足大震不倒的要求,隔震支座的位移和轴力均能满足现行抗震设计规范要求.     

高层建筑层间隔震技术的应用探讨

层间隔震是隔震技术的新发展,它将隔震层设置在建筑物某层柱子和楼板之间进行结构的地震反应控制。本文以位于地震高烈度区的某高层办公楼建筑为例,为了提高其抗震性能而对其采用了层间隔震技术。设计结果表明,隔震层上部结构层间剪力相对于非隔震结构降低了45%以上,且罕遇地震作用下的最大弹塑性位移角约为1/300,抗震设计水准提高到...     

高层隔震结构非线性时程分析

采用SAP2000结构分析软件,建立某15层大底盘框架结构的抗震结构模型、基础隔震及层间隔震模型,对三种模型在多遇和罕遇地震作用下进行非线性时程分析,对比隔震结构和抗震结构的周期、位移和加速度等变化情况,评判隔震效果,得到一些具有参考价值的结论。