建筑结构基础隔震分析

本文详细地阐述了基础隔震的基本原理与特性,分析了隔震体系的类型及其特点。提出了隔震结构基于位移设计的设计指标和设计准则,并给出了设计步骤和实例。     

基础隔震结构的耗能分析

采用Bouc-wen模型,利用状态空间迭代法,对基础隔震结构进行了多质点的弹塑性时程分析,并根据此结果,利用能量方程,求得隔震结构的各项能量,绘制了各能量项时程曲线。以一实际工程为例,求得隔震结构的各项耗能情况,说明了基础隔震结构以减少地震输入和隔震层滞回耗能来减小对上部结构的损坏。     

基础隔震结构简化模型的振动参数识别

针对目前隔震工程设计中模型简化方面存在的不足，以隔震体系上部结构层间剪力和隔震层位移这两个主要指标等效为目标函数，用多目标优化算法建立了等代体系刚度及质量的参数识别数字模型。并针对工程设计需要，导出了等代参数的简代计算表达式。工程实例计算表明，用本文简化模型分析得到的上述两个指标结果与原结构的响应时程曲线基本吻合，时域响应峰值的相对误差小于3%。     

基础滑移隔震结构振动特性分析

通过对基础滑移隔震体系等代模型自振特性的分析，就多自由度剪切型隔震结构振动特性进行了较为全面的探讨，从而为滑移隔震结构的动力计算建立了合理的理论依据。     

基础隔震结构的非线性动力分析

新的建筑抗震设计规范将隔震结构列入其中，探讨分析了结构基础隔震应用中应注意的问题，提出了非线性动力时程分析计算模型并编制了程序。借助该程序，分析了基础隔震结构在地震作用下的层间位移、加速度和剪力等地震反应并与未隔震相同结构建筑的地震反应进行了对比。     

基于不同参数的基础隔震结构非线性概率密度演化

为了研究不同设计参数条件下基础隔震结构非线性响应的概率密度演化特征,采用两质点模型来模拟基础隔震结构,隔震层与上部结构分别采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型来描述其非线性特征,运用概率密度演化理论,进行隔震结构非线性随机地震响应的概率密度演化分析。采用基于物理的随机地震动模型生成人工地震动,提出基础隔震结构非线性随机地震响应的概率密度演化分析的基本步骤。通过改变基础隔震结构的设计参数,同时考虑激励的随机性,研究基础隔震结构非线性随机地震响应的概率密度演化规律。结果表明,基础隔震结构的阻尼比、周期比和屈重比取合理范围,能使隔震结构上部和下部的位移可控。     

Ⅳ类场地某医院隔震结构抗震设防参数确定

针对隔震技术在Ⅳ类场地应用抗震设防参数不明确问题,以天津塘沽某医院工程场地抗震设防参数确定为例,在充分考虑了工程场地的地震环境和地质条件的基础上进行土层反应分析,给出了场地相关反应谱,按当前的法律法规标定场地相关反应谱给出了场地设计谱,再以场地设计谱为目标谱拟合给出了地表设计地震动时程(包括人造地震动时程和调整后天然时程),满足了隔震结构抗震设计对抗震设防要求,有利于隔震技术在Ⅳ类场地建筑结构中的应用推广。     

组合基础隔震结构双向地震反应分析

本文采用双向耦合恢复力模型模拟组合隔震系统中隔震支座的双向耦合效应,对组合基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在水平双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在水平双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时支座的最大位移,因而应考虑水平双向地震作用对组合基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。     

基础隔震结构的减震耗能特性分析

根据基础隔震理论,在钢筋沥青隔震礅的基础上,提出一种新型钢结构隔震礅,设计和制作了缩尺房屋模型,并对其进行振动台试验。通过对隔震结构模型的动力特性、地震响应及能量平衡分析,绘制试验过程中的加速度及能量时程曲线,研究钢隔震礅应用于低层框架结构的减震耗能能力。大量工程实例可以看出该隔震礅隔震效果显著,制作简单、价格低廉、耐久性好,适于在广大村镇地区低层框架结构中推广使用。试验表明:隔震结构模型在不同的地震作用下,加速度折减系数处在0.24~0.51之间,且结构的阻尼耗能在振动台试验中占总输入能量的60%~70%,对结构耗能起主导作用,说明该基础隔震装置不仅具有较好的减震耗能特性能,对于控制隔震层的位移也有好的效果。     

偏心多塔结构同基础隔震效果分析

偏心隔震结构在地震动作用下,除发生平动外,还将发生平-扭耦联的反应,从而使震害加重,尤其是隔震层较易发生破坏。本文利用自行编制的分析程序,对偏心多塔隔震结构进行了数值分析,在此基础上,提出偏心多塔结构同基础隔震的设计方案。数值模拟计算结果表明,对偏心单塔隔震结构,在地震作用下采用多塔同基础隔震的方案,能大幅度降低结构隔震层的扭转反应,其中最大扭转加速度最少降低55%,最大扭转角最少降低84%。可见,在条件许可时,将相邻偏心单塔结构采用同基础隔震的方案,对提高隔震效果是有利的。     

村镇滑移隔震建筑瞬时摩擦耗能的参数敏感性分析

给出了村镇滑移隔震建筑瞬时摩擦耗能的概念,并以此概念为响应指标。通过极差大小的对比,分析了该响应指标对刚度比、第二阶段刚度系数、隔震层屈服位移、隔震层摩擦系数、系统质量比和上部结构自振周期六个参数变化的敏感程度,阐述了上述系统参数对瞬时摩擦耗能这一响应指标的影响规律。研究表明:场地条件和地震动幅值大小对瞬时摩擦耗能均有显著影响;在所考虑的参数范围内,上部结构自振周期总是对瞬时摩擦耗能有较为显著的影响,摩擦系数对瞬时摩擦耗能的影响跟场地条件有关,Ⅰ类场地条件中摩擦系数对瞬时摩擦耗能影响不显著,而Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类场地条件中,摩擦系数对瞬时摩擦耗能的影响则非常显著;隔震层屈服位移、刚度比和第二阶段刚度系数总得来讲对瞬时摩擦耗能影响不显著,质量比对瞬时摩擦耗能影响居中。     

基础隔震结构高宽比限值研究

根据结构变形特点,提出基于Timoshenko理论的基础隔震分布参数体系模型,推导隔震结构高宽比限值计算公式,分析各参数对隔震结构高宽比限值的影响规律。分析表明,隔震结构和非隔震结构基本周期比值在一定范围内变化时,剪力系数、弯矩系数与周期比呈稳定曲线关系;高宽比限值随结构宽度方向布置支座个数增加而降低;在隔震支座总面积确定时,选择大直径隔震支座大间距布置方式可提高隔震层变形能力及高宽比限值;高宽比限值受竖向地震作用影响较小,随竖向地震系数增大高宽比限值略有降低;降低隔震层刚度、增大隔震层阻尼可提高结构高宽比限值;容许支座出现拉应力可在一定程度上提高结构高宽比限值。最后结合20层框剪结构工程算例,验证隔震结构高宽比限值公式的有效性。     

建筑结构基础隔震标准化研究

收集整理了世界主要国家(如中国、美国、日本以及欧洲的国家)最新修订的建筑结构规范中对建筑结构基础隔震标准化研究的情况及具体规定,并做了相互的对比分析,内容包括:基础隔震的设计标准、产品标准与维护标准等。在分析比较的基础上,指出了建筑结构基础隔震标准化进程中需要进一步研究的问题以及发展的趋势。     

核电厂考虑结构参数不确定的 地震易损性分析

为考虑核电厂结构参数不确定对结构地震易损性的影响,基于一次二阶矩法(First-Order Second-Moment, FOSM)进行地震易损性分析。以核电结构中混凝土材料的密度、弹性模量,泊松比和抗拉强度为不确定参数,建立有限元模型,并与试验结果对比,以验证模型的准确性。基于有限元数值模拟方法,通过增量动力法计算核电厂模型在多条地震记录下不同峰值加速度的动力响应,同时基于FOSM得到参数不确定下的对数标准差,进而得到核电厂结构考虑参数不确定的地震易损性曲线。结果表明,结构参数的不确定对核电结构有一定的影响,未考虑参数不确定的地震易损性结果会低估结构的失效概率。该方法可为核电结构基于参数不确定下的易损性分析提供一定的理论依据与实用价值。     

建筑物基底隔震系统参数的设计确定

利用文献［１］提出的参数的迭你修正求解技术，给出了考虑基础摇摆运动影响的较高建筑物基底隔震系统数的确定方法。该运算简单，地面运动输入可采用设计谱值，适合于工程应用，算例结果表明，所求参数可以达到满意的精度。     

摩擦摆基础隔震结构双向地震反应分析

采用双向耦合力学模型模拟摩擦摆支座的双向耦合效应,对摩擦摆基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分忻,分析表明在双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时的支座最大位移,因而应考虑双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。     

L形高层隔震结构扭转影响参数分析

通过分析不规则L形高层结构在不同输入方向地震波下的振动特性,对不隔震设计以及不断优化隔震层偏心率的隔震设计下研究了楼层最不利位移比变化规律。建立高层隔震结构运动方程,并推导了偏心率的求解过程,基于结构偏心率与位移比的上述理论计算,用ETABS软件对5个算例进行了分析。结果表明:偏心率的变化对于不规则L形高层结构的扭转影响同一般规则结构相似,具有相同的规律。隔震设计能够有效改善不规则L形结构的严重扭转问题,同时随着隔震层刚心与上部结构质心的相对距离越来越小,即随着偏心率的减小,隔震设计下的结构楼层位移比也随之变小。因此,在不规则结构的隔震设计中,在满足隔震层设计要求下,应尽量减小偏心率,以保证减振效果和结构安全。