考虑参数优化的层间隔震结构振动台试验研究

为了研究隔震层在不同位置的层间隔震结构减震效果,验证层间隔震结构参数优化理论,建立了不同隔震层位置的层间隔震结构模型,优化了隔震层上下部频率比,对隔震层采用侧移刚度偏小值、优化值和偏大值的层间隔震结构模型进行地震动模拟振动台试验。试验结果表明,层间隔震技术能有效地降低结构地震反应,减震效果随着隔震层位置的升高而逐渐降低;经过参数优化设计的层间减震体系能在最大限度地降低隔震层下部结构层间位移反应的同时,有效地控制隔震层上部结构绝对加速度反应;同时研究表明,在实际工程中,进行理论计算的优化侧移刚度值和由橡胶隔震支座的类型和数量决定的实际优化侧移刚度值存在一定的误差是允许的。     

基础隔震结构隔震层水平性能设计研究

对于基础隔震结构,隔震层的水平刚度和阻尼比是其减震效率的关键因素。以成都博物馆为工程实例,以试验得到橡胶隔震支座的力学性能参数为基础,建立隔震与非隔震结构有限元计算模型。在多遇地震作用工况下和罕遇地震作用工况下,隔震层水平刚度在0.25～2.0倍实际工程隔震层水平刚度范围内,阻尼比在5%～30%范围内,对比分析结构层加速度、总剪力及总倾覆力矩的减震效率变化趋势,以及减震效率与隔震层水平刚度和阻尼比之间的对应关系。基于对比分析结果,对采用叠层橡胶支座的基础隔震结构,提出了不同隔震目标下隔震层水平刚度和阻尼比的建议取值范围。     

橡胶垫基础隔震结构的减震性能分析

橡胶垫基础隔震技术作为一种有效的减震控制之一,在实际工程中得到了广泛的运用。对基础隔震结构非比例阻尼体系动力响应的时域解答进行了较详细推导,并用Matlab软件编制了相应的求解程序,最后以一栋5层剪切型结构为例进行仿真分析。分析结果表明,橡胶垫基础隔震能够显著降低结构的层间位移响应和加速度响应,提高结构的整体抗震性能。     

某住院楼基础组合隔震体系隔震性能分析

组合隔震技术的应用,能充分发挥不同类型隔震支座的优势,达到最佳的隔震效果。对此,以上海某医院一住院楼为研究对象,将天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、弹性滑板支座组合成6类隔震体系。将这6类隔震体系进行弹塑性时程计算,分析比较了不同隔震体系下的水平向减震系数、隔震支座最大位移、楼层位移和层间位移角、抗风承载力验算计算结果。分析结果表明,组合隔震体系相对单隔震支座体系有更好的隔震性能;铅芯橡胶支座对隔震层位移的减小效果最为明显。     

并联基础隔震体系地震反应特征与隔震层参数的优选

本文在大量工程算例仿真分析的基础上,较为系统地研究了典型并联基础隔震结构地震反应的一般特征,探讨了并联基础隔震体系隔震层参数的合理选择问题。研究表明,在一定限度内,增加隔震层回复刚度几乎不会改变上部结构的最大层间剪力,但对隔震层最大滑移位移和残留位移却有非常显著的限制作用,隔震层回复刚度的参与不改变结构地震反应的频谱特性。为限制隔震层位移,在保证不增大上部结构最大层间剪力的前提下,应尽量增加隔震层回复刚度;隔震层屈服剪力的取值则需兼顾隔震效果与隔震层滑移位移。     

基础隔震结构的隔震效果分析及控制

基于系统的振动微分方程,用数值方法求得隔震结构的加速度反应衰减比。采用Ansys7.1程序中已有的单元,通过结构实例分析,计算采用传统抗震结构和隔震结构的加速度反应衰减比,说明合理选取隔震结构的刚度和阻尼的重要性,为隔震结构工程设计提供了合理方法和理论依据。     

基于系列地震试验基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响研究

为了研究基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响,对1个基础隔震结构模型进行了一系列工况的振动台试验。以隔震结构的减震率为指标,分析近场和远场地震下其减震性能的变化,研究相同地震动强度下平均周期、卓越周期、地震动峰值速度与峰值加速度之比、断层距和地震波方向对其减震性能的影响,分析不同地震动强度和多维地震输入下其减震性能的变化,探讨系列地震下其减震性能的退化。研究结果表明,与远场地震相比,近场地震下基础隔震结构模型的减震率相对较低,其减震性能相对较差;地震波参数中卓越周期、断层距和地震动峰值速度与峰值加速度之比及地震动强度对其减震性能的影响明显,宜作为隔震结构减震性能的主要影响因素;系列地震试验表明铅芯橡胶支座具有良好的抗性能退化能力,可以确保隔震结构的减震性能的稳定性。     

地震波参数对基础隔震体系的减震效果影响#br# 研究与试验验证

为研究地震波参数对基础隔震体系的动力响应和减震效果影响,选取集集地震中16条地震波作为输入,采用单自由度体系对基础隔震体系进行数值分析,主要分析地震波参数中卓越周期、平均周期、地震动峰值速度与峰值加速度之比和断层距及地震波幅值对其动力响应和减震效果的影响,并进行振动台试验验证。结果表明：地震波参数中卓越周期、平均周期、断层距和地震动峰值速度与峰值加速度之比及地震波幅值对其动力响应和减震效果的影响明显,均具有较强的相关性。同幅值下地震动峰值速度与峰值加速度之比对其减震效果的影响最显著,可以作为评价基础隔震体系的减震效果的主要指标。远场地震波和普通近场地震波下随地震波幅值的增大减震率增大,达到一定的数值后减震率基本稳定,减震效果较好;脉冲型近场地震波作用下其减震效果最差;试验分析结果与数值分析结果基本一致,表明分析结果的合理性和可靠性。     

基于动力可靠性约束的基础隔震结构抗震优化控制设计研究

对基础隔震结构的抗震优化设计往往以结构隔震效果指标为优化目标函数,对隔震装置的参数取值进行优化,而这种常规的优化方法无法反映出结构参数和作用荷载两者之一的随机性对结构优化设计的影响。基于可靠性的结构优化设计是在常规优化方法基础上发展起来的一种全新的结构优化设计方法,它的基本思路产生于结构可靠性理论与数学规划方法的有机结合。在结构可靠性优化中,将对结构的可靠性要求作为追求的目标或限制条件,运用最优化方法寻求结构在概率意义下的最佳设计。基于以上分析,提出了以结构最大位移响应的期望值为目标函数,控制装置响应的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法进行优化求解的基础隔震结构抗震优化控制设计方法,最后给出了算例分析。     

隔震层屈服系数对基础隔震结构性能的影响

为研究隔震层屈服系数对采用橡胶隔震支座的基础隔震多层结构水平向地震反应的影响,首先对单质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律进行分析,包括按等效线性化反应谱法简化计算和按时程分析法计算。然后以一个多层隔震结构为例,研究多质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律。同时,分析在不同支座压应力和地震输入强度下的相关性。分析结果表明:对应最小水平向减震系数,存在一个最优隔震层屈服系数区间,且隔震支座平均压应力越小,最优屈服系数越大;隔震层水平位移随隔震层屈服系数的增加而减小;隔震层和各楼层最小水平向减震系数对应的最优屈服系数不同;随着隔震层屈服系数的增加,上部各楼层的水平加速度也相应增加,表现为中间层增幅小、顶层和隔震层增幅大。水平地震输入峰值加速度越大,最小水平向减震系数对应的隔震层最优屈服系数越大,建议参考罕遇地震作用下的地震反应评估隔震装置的隔震效果。     

悬挂建筑结构动力参数优化及地震响应分析

建立了高层悬挂建筑结构减振体系的简化计算模型和运动方程,进行了频域内的参数优化和位移时程分析与计算。经过参数优化的悬挂建筑结构具有良好的减振避震性能。提出了能同时对悬挂建筑主、次结构的动力响应进行多目标优化的参数分析方法,该方法可以使得悬挂建筑主结构的频域和时域内的位移动力响应分别比普通巨型框架结构降低24%和50%以上,同时次结构的动力响应也达到一个理想的水平。     

悬挂结构减震性能及参数优化分析

对每层都有悬挂体的悬挂结构进行了分析，提出了以结构底部剪力最小为目标函数，采用复形法对悬挂结构的悬挂长度、悬挂质量比作出优化，为工程应用提供必要的理论依据。     

水中基础隔震结构地震反应分析

建立了考虑动水压力作用下,利用砂垫层隔震的海上基础隔震模型和运动方程,基于运动方程求解,应用有限元软件ANSYS对希腊Rion-Antirion桥悬索塔进行模拟,通过多种隔震方案的分析比较,得出隔震层存在一最优隔震刚度,同时还发现,不同形式地震波输入对基础隔震结构的地震反应存在区别,并得出砂垫层隔离地震能量效果明显的结论。     

土-结构相互作用对滚珠隔震支座隔震效果的影响

以ANSYS软件为上部空间结构计算平台,建立包含土、隔震层、基础、空间结构在内的整体三维模型,并通过与框架结构和框架隔震结构的水平地震效应做对比,分析了土-结构相互作用对滚珠隔震支座隔震效果的影响.结果表明：在水平地震作用下土-结构相互作用在一定程度上减弱了滚珠隔震支座的隔震效果,因此在隔震结构设计中考虑土-结构相互作用的影响是十分必要的.     

隔震设计在高层建筑中的应用

通过具体工程实例说明了隔震设计在高层建筑中的应用。文中着重介绍了在进行隔震设计时应注意的问题，如，方案设计，结构体系，橡胶隔震支座的布置，构造设计，桩的设计，设备配管、配线的处理等；同时还指出，隔震设计与施工尚属新技术，因此在设计时应对施工安装质量提出具体要求；最后还进行了经济分析，为类似工程提供了较为具体的参考。     

基于ABAQUS的高层隔震剪力墙结构转换梁内力分析

在带转换层的框支剪力墙结构中,应用基底隔震技术,形成带转换层的框支剪力墙隔震体系。在地震作用下,该体系内力传递途径复杂,得到转换梁、上部剪力墙和隔震支座的受力特点和内力变化规律是该类结构体系成功设计的关键。首先利用有限元软件ETABS对高层框支剪力墙隔震结构进行地震反应分析,然后取三维ETABS模型隔震层、转换梁及上部3层剪力墙组成二维ABAQUS简化模型,分别对剪力墙满跨、中跨和边跨布置的转换梁进行分析,研究了转换梁上部剪力墙、转换梁及隔震支座的内力变化规律。结果表明：三维模型结构在地震作用下,上部结构在水平地震作用可以按抗震设防烈度降低1度进行设计,隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求;二维简化模型结构在外荷载作用下,抵抗水平荷载的能力更好;不同布置的剪力墙与转换梁共同作用抵抗外部弯矩和剪力,剪力墙中跨及满跨布置时,转换梁出现应力集中,边跨布置时剪力墙出现应力集中,隔震设计时应对转换梁与剪力墙进行承载能力验算。     

橡胶-滑移隔震板-壳组合混凝土贮液结构的影响参数

为了研究橡胶-滑移隔震层对板-壳组合混凝土贮液结构的隔震控制性能,以某水处理厂板-壳组合混凝土贮液结构为研究对象,结合振动台试验和有限元方法,研究了非隔震和橡胶-滑移隔震板-壳组合混凝土贮液结构的振动特性,获得了橡胶-滑移隔震层参数对板-壳组合混凝土贮液结构的隔震控制影响规律。研究表明：随着橡胶-滑移隔震层刚度增大,结构及液体动力响应均有放大现象,隔震层橡胶支座数量较少时,引起震后残余位移较大,其最大值为59 mm;随着滑移支座摩擦系数的增大,结构及液体动力响应呈现先减小后增大的趋势,当滑移摩擦系数为0.015时,隔震控制效果最佳;采用橡胶-滑移隔震不仅可以减少贮液结构的动力响应,同时对液体晃动特性具有很好的控制作用,通过合理的设计橡胶-滑移隔震层参数,可使其对贮液结构的隔震作用优于橡胶隔震。     

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.     

基于PEST的地下水数值模拟参数优化的应用

本文介绍了参数优化工具PEST的工作流程与基本原理,并建立了一个理想地下水流动模型作为实际观测资料对4个参数进行优化。通过分析优化过程与结果:在参数设置为不同初值的情况下,PEST均能获得与真实值非常接近的优化结果,若初值与真实值越接近,优化迭代次数及调用模型次数越少。通过分析优化过程还发现:参数分区所占比例与参数敏感度有一定的相关性,分区面积越大,该参数敏感度越高;观测资料越丰富,优化结果与真实值越接近,反之优化结果误差较大,这对地下水网布设与优化起到一定的指导作用。