隔震结构分析与程序开发

结合《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）,提出了针对隔震装置设计的隔震结构两阶段设计法。采用3D—BASIS—ME隔震结构计算程序．在结构设计尚未完全完成的方案阶段．就能够大致准确地对隔震效果、所需隔震装置的规格和数量以及对上部结构的刚度和周期要求作出估算．这个结果可供业主及设计单位参考。     

基础隔震结构反应谱研究

为简化基础隔震结构的设计计算,推广隔震结构的应用,研究了铅芯橡胶支座基础隔震结构设计反应谱与位移反应谱。利用ETABS软件建立单层基础隔震结构计算模型,输入45条地震动记录,进行基础隔震结构的动力时程反应分析,在时程分析和现有规范设计反应谱基础上,提出铅芯橡胶支座基础隔震结构的设计反应谱和位移反应谱计算公式,并用多质点隔震结构的动力时程分析结果验证了新建反应谱的可靠性。结果表明,与规范设计反应谱相比,新建反应谱曲线与多层基础隔震结构地震反应的时程分析结果较一致。     

新型软钢-滚动隔震支座在网架结构中的应用初探

针对网架结构的支座隔震问题,开发一种软钢-滚动支座,对其在工程应用中面临的技术问题进行初步探讨。首先,基于支座概念模型,分析隔震支座水平刚度的取值主要影响因素,提出基于网架结构的温度应力释放的需要确定水平刚度的基本思路,初步确定支座水平刚度的设计依据与方法。然后,考察支座水平刚度与网架结构隔震性能间的相互关系。结果表明,软钢支座可有效释放结构的温度应力,且具有良好的隔震性能,可降低结构20%左右的轴力响应。     

复合隔震支座在单层球面网壳中的参数分析(英文)

为解决目前大跨空间结构隔震中存在的问题,本文介绍了一种新型的三维复合隔震支座,并将它应用于某一单层球面网壳结构中.根据支座的隔震目标设计了40种不同类型的支座进行参数分析.结构分析采用时程分析法,通过改变地震动的强度,全面研究了该三维复合隔震支座水平刚度及竖向刚度变化对网壳结构周期、杆件轴力及节点加速度的影响,并总结了不同工况下的变化规律.结果可为该支座在网壳中的参数选择提供参考,对推动该支座在实际工程中的应用具有积极意义.     

抗拔摩擦摆支座竖向刚度的确定及其在网壳中的隔震分析

传统的摩擦摆支座不能抵抗竖向拉力,成为其在空间结构工程中应用的瓶颈。基于一种新型竖向抗拔摩擦摆支座,针对在实际应用中会产生的问题进行构造上的改进和完善,使其具有良好的抗拔能力。鉴于目前还没有具体方法考虑该支座抗拔刚度对结构的贡献,为此,建立支座受力简化模型,依据结构力学原理提出竖向抗拔刚度计算式以确定其抗拔刚度值。为研究该支座在网壳结构中的隔震性能,将其应用于单层网壳中进行考虑竖向抗拔刚度的地震波时程分析,并与未加隔震支座的网壳结构分析结果对比。算例分析表明:该类型抗拔摩擦摆支座在罕遇地震作用下具有良好的三维隔震能力。     

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。     

规则型隔震桥梁结构的简化分析方法

由于桥墩的质量与上部结构的质量相比通常是比较小的,各桥墩高度和截面大致相同的连续桥梁可以简化为单自由度体系进行抗震设计.当在桥面大梁与桥墩之间设置隔震橡胶支座时,上述规则型桥梁可以看作串连型双自由度体系.文中根据桥墩的水平刚度远大于橡胶支座的水平刚度和上部结构的质量甚大于桥墩的特点推导了此双自由度体系的自振特性(包括自振周期、振型、地震作用的振型参与系数和振型阻尼比)的简化计算公式.这些公式可以方便地应用于隔震桥梁的抗震设计.此外,文中还分析了这些简化公式的计算精度与双自由度体系质量比和刚度比的关系.精度分析和数字实例的计算结果表明,文中提供的公式具有足够的精度.     

考虑偶然偏心的隔震支座时程分析

推演了抗规隔震支座位移增大系数的由来,提出了采用附加质点法在时程分析中引入偶然偏心地震作用的影响,通过罕遇地震时程分析认为此可方法用来计算偶然偏心地震作用下的隔震支座位移比。     

考虑橡胶支座拉压刚度不同取值对隔震效果的影响研究

目前,国内外在隔震结构分析计算中,隔震支座竖向刚度采用拉、压刚度相等的力学模型。但是大量的研究和试验表明,隔震支座的抗拉刚度只有抗压刚度的1/5~1/10。采用目前隔震支座模型计算时,必然会过大地计算隔震支座的抗拉刚度,并且放大了隔震支座的拉应力,不利于高层隔震结构的发展。为此,本文提出将一个橡胶隔震支座单元和一个间隙单元并联来模拟橡胶支座,能真实反映隔震支座的力学性能。算例分析结果表明,采用新模型的隔震结构支座没有出现拉应力,而其他力学指标相同。该力学模型可以应用到隔震结构的时程分析中,有利于高层、塔型等大高宽比隔震结构的发展。     

水平双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移的影响

对不同场地条件下、不同周期的摩擦摆基础隔震结构在水平双向和单向地震作用下的隔震支座位移进行了对比分析,表明水平双向地震作用下隔震支座的总位移均明显大于水平单向地震作用下的支座位移。因而,在简化设计中确定摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移时,可将水平单向地震作用下的隔震支座位移增大30%,以考虑水平双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移的影响。     

某隔震展馆水平限位设计与抗震性能研究

限位装置能够降低隔震结构大震下倾覆概率。研究结合某4层框架展馆,进行水平隔震与限位设计;选取适用于隔震展馆的限位装置参数限位间距(D)、限位刚度(K),建立限位-隔震结构分析模型,结合顶层加速度峰值、层加速度、层位移、层剪力峰值等指标展开抗震性能分析。结果表明,限位隔震结构与传统结构相比能降低上部加速度、层剪力响应,限位隔震结构层剪力峰值较隔震结构有放大现象,限位装置工作性能良好。     

隔震桥梁设计参数的研究

对支座隔震桥梁输入了多条具有相同反应谱的地震波,通过非线性时程分析,研究了隔震桥梁的地震反应特点,发现隔震桥梁地震反应的离散性很大,其最大响应对地震动的全过程十分敏感.分析了隔震支座延性率与隔震效果之间的关系,发现对某一条地震波,隔震支座延性率有一个最佳范围,在此范围内,支座位移增加较少,而剪力减小很多.对隔震支座的设计参数进行了研究,得到了其合理的取值范围和选择原则.     

装配式方钢管柱座节点水平受弯承载力简化设计方法

基于装配式建筑采用的方钢管钢柱与板块连接节点即柱座节点的重要性,针对现有钢柱与钢梁连接采用的法兰板连接方式,与原有梁柱端板连接和方钢管法兰连接的不同,研究方钢管柱座节点的水平受弯承载力,并得到其简化设计方法。利用ABAQUS软件建立该节点的数值模型,得到装配式方钢管柱座节点上柱法兰板屈服线形状分布,并根据塑性铰线法得到装配式方钢管柱座节点水平受弯承载力简化设计公式,该公式计算结果与有限元分析结果吻合较好,可应用于实际工程,为装配式柱座节点的工程应用提供参考。     

设置阻尼负刚度系统的高层隔震结构地震响应分析

基于预压弹簧的变形受力特点设计了一种附带阻尼的负刚度系统，该系统通过预压弹簧的斜向变形出力可实现负刚度性能，并采用黏滞阻尼器提供阻尼性能。根据上述思想设计组装了负刚度模型装置并进行静力试验研究，基于试验结果提出了考虑弹簧刚度、弹簧长度、弹簧预压缩量的负刚度系统的力学模型，并进一步建立了负刚度隔震系统的动力分析模型，提出了负刚度装置的最优参数选取方法，指出了最优负刚度配比的选取由隔震支座的阻尼比决定。将所提出的负刚度系统应用于某高层隔震结构中并进行了动力分析，结果表明，附加负刚度系统不仅能够减小高层建筑在地震作用下上部结构的加速度响应、层间变形，而且可有效控制隔震层的位移响应，实现了在罕遇地震作用下同时降低上部结构的加速度响应和隔震层位移响应的目标。     

高静低动刚度型三维隔震系统的#br# 力学性能和地震响应研究

文章提出一种具有高静低动刚度特性(High-Static-Low-Dynamic Stiffness, HSLD)的新型三维隔震系统,由能提供正刚度并具有较大承载能力的斜置橡胶支座和提供负刚度的负刚度装置构成,静载阶段主要由斜置支座提供较大刚度以控制静位移,动载阶段由正负刚度装置联合实现较小隔震刚度减小加速度响应,克服了传统三维隔震支座低隔震刚度与高承载能力的矛盾。进一步对斜置橡胶支座和负刚度装置进行变形分析,得到正负刚度装置力学模型和参数关系,并开展斜置橡胶支座和负刚度装置的静力试验,建立斜置橡胶支座和负刚度装置的理论力学模型。将所提出的HSLD隔震系统应用于建筑结构,通过分析不同水准地震下的结构动力响应,发现HSLD隔震系统适应不同水准抗震性能设计需求,整体结构的静载位移和地震响应均可得到有效控制。     

考虑SSI效应及支座转动的隔震体系性能研究

土-结构相互作用对结构的地震反应有着重要的影响。隔震支座竖向变形引起的隔震层转动会加剧上部结构的摇摆,进而放大结构的地震响应。提出基于Timoshenko理论的考虑SSI效应及隔震层转动影响的隔震结构通用计算模型,推导并求解结构运动方程,采用虚拟激励法进行随机响应分析,进一步研究隔震层转动刚度、土体参数等对隔震结构地震响应的影响规律。分析表明：SSI效应降低了隔震效果,其对隔震结构楼层转角位移放大的影响与土-结构刚度比有关。隔震层转动刚度变化对隔震结构顶层加速度、基底倾覆力矩等影响较小,但对结构楼层转角位移有较大影响,隔震层转动刚度取值较小时,上部结构楼层转角甚至会出现大于抗震结构的情况。     

索穹顶结构的预应力设计方法

作为一种预应力结构 ,索穹顶的刚度和承载能力都是通过施加预应力来获取的 ,因此 ,预应力设计是对索穹顶进行任何其它分析的基础。借鉴膜结构找形方法之一的力密度法的思路 ,可以得到索穹顶的预应力设计的方法 ,而且 ,还可以利用索穹顶本身的对称性条件和成形条件来进一步简化推导过程。通过分析发现 ,预应力设计的结果实际上就是一个齐次线性方程组的解空间。应用这一方法对一典型的辐射形索穹顶算例进行分析 ,得到了其初始预应力分布     

Simplified procedures for seismic design verification and evaluation of lead rubber bearing base‐isolated buildings based on free‐vibration response

Base isolation has seen widespread application to buildings and infrastructures over the past four decades. However, there is a lack of methods for assessing the performance of a base‐isolated structure at the end of construction and during its service life. To this end, simplified methods are developed for verifying isolation design and evaluating seismic demands of rubber‐bearing‐supported base‐isolated buildings based on their free‐vibration response, which could be obtained using field (on‐site) testing. The base isolation layer consists of lead rubber bearings (LRBs) and linear natural rubber (LNR) bearings. For design verification purposes, analytical solutions are provided to benchmark the free‐vibration response of base‐isolated buildings, considering the general case of a multilinear hysteretic isolation response representing multiple LRBs with distinct mechanical specifications. In seismic demand evaluation, seismic capacity of an isolation system is estimated using free‐vibration response of various amplitudes that cover a range of expected seismic intensity of interest. Seismic demands are obtained when capacity coincides with an earthquake response spectrum at a compatible damping level. Procedures are developed for the potential use of snap‐back tests and verified using experimental and numerical data.     

基础隔震体系的阻尼分析和优化

本文作者给出了抗震结构基础隔震体系设计的一种新的实用简化模型,用这个模型,可获得基础和上部结构响应与各类参数之间的关系。这些参数包括上部结构固有频率,隔震垫的刚度和阻尼,及地震卓越周期等等,进而获得了全频域内的最佳阻尼表达式,算例说明,本文方法可靠、精确、实用、简易、能够用于基础隔震体系的工程设计中。     

层间隔震建筑结构设计方法与应用

简要概括了国内外层间隔震技术的应用发展状况,并介绍了层间隔震结构的各种反应分析模型。对层间隔震结构的简化分析方法进行了讨论,并通过对目前隔震设计方法的总结研究以及在GB50011-2001《建筑抗震设计规范》关于隔震结构的简化计算方法的有关规定,提出了许多层间隔震结构设计方法的建议和意见。这将更好的推广层间隔震技术在建筑结构中的应用。