基于能量平衡地震响应预测法在隔震结构中的应用

首先利用我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的地震影响系数曲线,制成适合于我国抗震设计规范的人工地震动,然后使用该人工波和一些日本现行设计用地震动,对隔震结构进行地震响应分析,由其结果,提出了如何确定基于能量平衡地震响应预测法时所需要的两个参数n1和VE。最后通过分析利用一些地震动原始记录得到的解析结果,验证了所提案的两个参数的有效性。可以供抗震设计人员在设计的参考。     

基础隔震结构的能量分析

通过建立有隔震和无隔震的七层框架结构的分析模型,对其分别输入两条典型的地震波进行地震能量反应分析,结果表明隔震结构能较好地满足能量方程,最后以能量分析方法为基础,建立了基础隔震结构体系的能量设计方法。     

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。     

基础隔震结构的能量分析与设计

近几十年来,基础隔震技术逐渐被重视,得到了广泛的应用,并被纳入国家建筑抗震设计规范。通过建立有隔震和无隔震的6层框架结构的分析模型,对其分别输入2条典型的地震波进行地震能量反应分析,结果表明,隔震结构能较好地满足能量方程;最后以能量分析方法为基础,建立了基础隔震结构体系的能量设计方法。     

基础隔震结构的精确求解方法

提出了一种新方法用于求解基础隔震结构。利用复数振型叠加法,这种求解方法能够得出结构动力响应的精确解。所提出的方法兼有解析方法和数值方法优点,又避免了它们所固有的问题。由于有精确解作为基础,方法不但大大减少了计算工作量,而且彻底地避免了许多数值方法所常遇到的精确性、收敛性和稳定性问题。     

长周期隔震结构基于反应谱理论的地震响应预测研究

在长周期基础隔震结构的地震响应计算或设计的某些阶段(如初步设计阶段或设计完成后的评估阶段),有必要建立一种地震响应实用计算方法,通过简单计算即能体现地震动长周期分量作用,提高隔震结构的地震安全性。通过选用合适的强震记录建立适合一定阻尼比和周期范围的、相应于规范设防烈度的相对位移、相对速度和绝对加速度反应谱,给出实用算式及地震动位移峰值和速度峰值;基于周期等效等准则,建立基础隔震结构的双质点系简化计算模型,推导简化计算模型参数、动力特性及地震响应的简化算式。建立基础隔震结构地震响应预测方法。利用建立的反应谱实用算式及两质点系计算模型的参数和动力特性的简化算式,可快速预测大阻尼比、长周期隔震结构地震响应。     

基础隔震偏心结构扭转振动反应分析

对基础隔震偏心结构的扭转振动反应进行了分析，研究了隔震系统偏心距和上部结构偏心距对结构扭转反应的影响。结果表明，采用隔震技术可以显著降低基础隔震偏心结构的扭转振动反应。     

基于响应面法的LRB基础隔震结构地震易损性分析

提出了一种基于响应面法的LRB基础隔震结构地震易损性分析方法,考虑了LRB基础隔震结构中各子结构之间(即上部结构和LRB隔震支座)地震需求的相关性。分析中考虑地震动与LRB基础隔震结构物理参数的不确定性,以均匀设计法建立地震动-LRB基础隔震结构样本,通过对有限元模型进行非线性时程分析,分别建立各子结构响应均值、方差及其相关系数与不确定参数之间的响应面模型。在此基础上,采用蒙特卡罗模拟得到LRB基础隔震结构在不同性能水准下的地震易损性曲线。分析结果表明,所建立的响应面模型精度高、结构可靠,减小了复杂有限元模型非线性时程分析计算的工作量,有效提高了LRB基础隔震结构地震易损性分析的时效性。为了准确建立LRB基础隔震结构的地震易损性曲线,应考虑各子结构地震响应需求之间的相关性。     

隔震结构振型分解反应谱计算方法研究

隔震结构采用分离式计算方法进行结构设计,由于使用统一的减震系数,部分楼层剪力调整偏大。采用振型分解反应谱法,将隔震层和上部结构作为整体结构进行分析可有效解决这一问题。然而隔震层的阻尼与上部结构显著不同,隔震结构是一个不同阻尼的组合体。采用振型分解反应谱法进行结构整体分析时,计算隔震结构的振型阻尼比,是计算地震作用的关键。采用能量法,推导出隔震结构振型阻尼比的计算公式,并对其进行简化。结合GB 50011-2010《建筑结构抗震规范》反应谱,给出了适用于隔震结构整体模型的振型分解反应谱地震作用计算方法。对一栋16层隔震框架结构地震作用分析表明,按振型分解反应谱法计算得到的结构基底剪力与时程分析的结果基本相符。     

基于基础隔震结构地震反应研究分析

通过分析抗震技术思路的转变,开展基础隔震结构地震反应研究。研究表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏;基础隔震偏心结构,应计入扭转效应的影响;隔震层顶部的梁板结构,应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。上部结构偏心距、抗扭刚度及支座摩擦系数、支座滑道半径,对摩擦摆基础隔震上部偏心结构地震反应有一定的影响。     

隔震体系结构地震反应分析

根据《建设抗震设计规范》的要求 ,采用人工地震波和实际地震波 ,对隔震结构进行时程分析计算 ;通过比较分析 ,得出了一些具有工程实践意义的结论     

滑移隔震结构的能量谱研究

给出了滑移隔震结构等效速度谱的计算公式,以两质点的平面滑移隔震结构为研究对象,通过对能量谱的研究,分析了能量谱随着各种设计参数的变化规律。结果表明:摩擦系数和上部结构的自振周期对输入能量有着显著的影响,且影响规律较为复杂;输入能量随着隔震层与上部结构质量比的增大基本呈减小的趋势,而隔震层的自振周期对输入能量的影响不太显著。     

基于能量理论的钢筋混凝土框架--剪力墙结构非线性地震反应分析

本文从能量的观点出发提出了钢筋混凝土框架--剪力墙结构非线性地震反应,在计算中采用了五分段刚度的杆单元模型和考虑各垂直杆剪切刚度的多垂直杆单元模型,并考虑了杆件的轴力--弯矩的相互作用及P-△效应的影响。算例分析表明,结构的能量反应分布与阻尼模型的选取密切相关,结构的地震反应及破损过程与结构能量的吸收、耗散过程存在着密切的关系。     

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。     

粘滞阻尼器连接的相邻隔震与非隔震建筑地震反应分析

针对隔震结构在地震作用下隔震层位移较大,可能会与相邻非隔震结构之间产生碰撞问题进行了分析,采用简化模型对隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器的减震控制的工作机理进行了研究。建立了隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器减震控制的数值仿真分析模型,研究了粘滞阻尼器的阻尼系数、布置位置以及隔震结构隔震层刚度对结构顶点位移的影响。结果表明:随着阻尼器阻尼系数和隔震结构隔震层刚度的增加,隔震结构顶层位移也随之增大,阻尼器布置位置越靠近隔震层,相邻非隔震结构顶层位移控制效果越明显。     

LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应研究

对LRB(Lead Rubber Bearing)基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应进行了系统参数研究.考虑到近断层脉冲型地震动记录数量的有限性,为了参数研究的方便,提出了人工合成近断层脉冲型地震动的方法,即以实际的常规地震波(即远场地震)为底波,在此基础上叠加上等效脉冲模型来模拟近断层脉冲型地震;以此为输入,系统研究比较了在近断层脉冲型地震和常规地震作用下,LRB基础隔震结构的动力反应特性、不同的近断层脉冲型类型以及近断层脉冲型地震动参数和LRB隔震系统力学性能对上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移的影响.研究表明:LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下,上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移与常规地震作用下相比,均有较大增加,隔震范围有一定减小;近断层地震动的脉冲类型,以及脉冲周期对LRB基础隔震结构的动力反应有很大的影响.     

基础隔震结构连续性倒塌的非线性动力分析

基于备用荷载路径法,以基础隔震结构体系为研究对象,采用非线性动力分析方法分别对底层框架柱和隔震支座意外失效时剩余结构连续倒塌情况进行分析。同时,根据性能化设计评估方法 FEMA356中塑性铰力与位移关系曲线提出了反映受损结构抗倒塌性能的评价指标。研究表明,利用结构性能化指标可以较为准确地评判剩余结构的连续倒塌形态;且隔震支座失效对剩余结构造成的影响弱于底层框架柱失效所造成影响,但两种失效情况所引起剩余结构的响应趋势是一致的。     

基础隔震高层建筑影响因素的理论分析

对采用基础隔震的高层建筑进行了三维有限元分析计算,研究了不同结构体系、双向地震作用、P-△效应以及加速度反应等对基础隔震高层建筑的影响.通过以上的研究,得出了结论:同一结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的层间剪力比非隔震结构的层间剪力减小一个数量等级;不同结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的位移随层数的变化趋势不一致;同一结构在不同地震波作用下,建筑物的地震反应相差较大;在建筑物中某些构件需要考虑双向地震波作用效应;隔震建筑物可以不考虑P-△效应;高层隔震建筑物的加速度反应不同于非隔震建筑物的加速度反应.结果表明,基础隔震技术可以应用于高层建筑.     

近断层地震作用下铅芯橡胶隔震结构地震响应评估

建立了近断层地震用下统计平均的等强度延性需求谱,利用建立的等强度延性需求谱公式及规范中的弹性反应谱对近断层地震作用下结构的性能需求进行估计。基于改进的Push-over分析方法,选取铅芯橡胶基础隔震结构在15条近断层地震波作用下的响应计算作为具体的算例,将中美抗震规范的计算结果进行对比,为我国抗震规范中隔震结构分析计算的完善提供参考。     

基于最大熵谱法的结构风振反应控制策略

在半主动控制策略 主动变刚度 (AVS)的基础上 ,提出了一种新的对高层建筑风振反应的半主动控制策略。方法是在很小的时间段中风荷载信号的主频率及其幅值可在线预测的条件下 ,利用短时最大熵谱分析给出各小时间段中的频率、幅值和时间的三维关系 ,因此能准确给出变频信号在较短时间序列中的时频信息 ,进而提出主动变刚度体系的频率控制算法。仿真分析表明 ,该方法简单直观 ,并且可以与常规的抗风设计结果进行直接的比较 ,而且鲁棒性能好 ,在线计算量很小 ,该方法已经成熟 ,能有效的控制高层结构在风振作用下的位移反应 ,因此工程实际应用前景非常光明。