我国建筑结构隔震技术的研究和应用

本文首先简要回顾了国外隔震技术的发展历程,重点概述了我国建筑结构隔震技术多年来在研究、应用及技术立法等方面的进展情况.最后从我国的实际出发,对今后国内隔震技术的研究、应用等方面的进一步发展提出了若干建议.     

一座空旷砖混厂房结构的隔震加固

介绍一栋砖混单层厂房的隔震加固方案，对加固后结构与原结构的地震反应作了对比分析，分析结果表明隔震加固大大提高了原结构的抗震性能。对加固所用的隔震支座性能作了具体分析，提供了支座的设计与试验对比结果，并对砌体结构隔震加固中采用的“夹梁托墙”技术的可行性作了试验研究，结果表明：支座的设计分析结果与试验结果吻合较好，夹梁具有良好的工作性能。     

高层隔震结构非线性地震响应分析及设计方法研究

高层隔震结构的分析理论和设计方法是目前隔震技术向高层建筑推广的2个关键理论问题。本文以高烈度区宿迁市已经竣工的高层隔震建筑阳光大厦为工程实例,对高层隔震结构的非线性地震响应分析方法进行了研究,包括隔震支座竖向不同拉压刚度的模拟、各种类型的隔震支座水平力学特性的准确模拟,以及不同地震动输入方式和输入角度对隔震支座受拉情况的影响分析等;在此基础上,对隔震层的设计方法进行了分析,提出了隔震层设计的基本原则,进而给出了控制隔震层设计的基本指标,包括隔震支座的长期面压、极值面压、隔震层偏心率等;最后,对高层隔震结构的相关构造要求进行了必要的说明。     

隔震结构的设计与分析方法

结合正在修订的《建筑抗震设计规范》,介绍了隔震结构的设计与分析方法及所编制的分析与设计软件的特点,给出了隔震结构的设计实例。     

铅芯叠层橡胶支座基础隔震结构双向地震反应分析

本文对铅芯叠层橡胶支座双向耦合恢复力模型进行了改进，采用基础隔震结构动力分析程序DABIS对铅芯叠层橡胶支座基础隔震结构进行了单向及双向地震反应对比分析。结果表明，在单向和双向地震作用下，基础隔震结构的加速度反应和位移反应较为接近，但在双向地震作用下，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，因而在确定支座最大位移时应考虑双向地震作用的影响。     

变刚度隔震保护装置试验研究

通过在距离隔震层一定位移处设置由弹簧和与其串联的限位挡板组成的变刚度保护装置作为第二道防线,成功地进行了五层框架的变刚度隔震保护模拟地震振动台试验。理论分析和试验结果表明,变刚度隔震保护装置能有效改变结构动力特性,减小隔震层的变形,使之限制在允许的范围内。     

高层隔震结构扭转分析

为研究高层隔震结构在地震作用下的扭转效应,用Etabs软件建立1个高层抗震结构和4个具有不同扭转特性的高层隔震结构的空间模型进行地震响应分析,以验证此原则上部结构质量中心与隔震层刚度中心的重合与否对结构扭转效应的影响程度,而后考察偏心高层隔震结构在偶然偏心地震作用下结构的扭转效应。结果表明:由于地震作用的减小,扭转效应要远小于原抗震结构,且隔震本身对于结构扭转效应的抑制效果要好于上述原则;扭转效应的减震率大于平动效应的减震率。布置在隔震层平面外围的铅芯橡胶隔震支座对隔震层的扭转有一定的控制作用。     

建筑隔震体系与机构的设计分析方法及工程应用

基础隔震技术可以大大提高中低层建筑及其内部设备的抗震安全可靠度 ,具有非常大的经济效益和社会效益 ,已成为工程结构抗震研究的发展方向之一 ,各国学者都在积极致力于该项技术的研究开发和推广应用。目前 ,研究得较为深入和成熟的基础隔震技术是叠层橡胶支座基础隔震技术和滑动摩擦基础隔震技术 ,而前者的研究开发和推广应用的前景更好。本文首先给出可作为隔震支座辅助机构的花瓣状螺旋弹簧刚度公式的精确解 ,证明了水平刚度具有无方向性 ,与有关文献中利用组合型圆环刚度公式作为近似的计算结果相比 ,与试验结果的符合程度更好。这些公…     

西昌市某高层剪力墙结构隔震设计与分析

针对西昌市某高层钢筋混凝土剪力墙结构进行了橡胶支座隔震设计和抗震性能分析。西昌市抗震设防烈度为9度,历史上曾发生过7.5级地震。该工程场址地质构造较复杂,东侧区域有一条隐伏断层,属则木河断裂带次生断层。则木河断裂带是川西主要发震断裂带之一,至今仍是一条活动较强烈的大断裂。按照《建筑抗震设计规范》(2016版)要求,取近场影响系数1.5,以提高结构的安全度;选取Ⅱ类场地5条天然地震波和2条人工模拟地震波,共计七条符合规范要求的地震波;基于SAP2000软件对结构进行了隔震设计,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.24,比非隔震结构地震响应减小显著,罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

某首层柱顶隔震结构动力特性测试研究

为了达到隔震设计的目的并检验隔震层的工作性能,测试分析了采用首层柱顶隔震技术的某五层框架结构在环境激励和初位移条件下的动力特性,得到了结构的前3阶自振特性如自振频率、振型和阻尼比;分析了初位移条件下隔震层的自由衰减曲线和滞回性能.结果表明:环境激励条件下,隔震结构与非隔震结构动力特性相近,隔震结构在正常使用状态下具有足...     

基于能量的高层建筑分段隔震体系参数优化

针对带转换层复杂高层建筑抗震性能较差的缺点,提出新型的分段隔震体系.本文从随机振动理论和能量平衡原理出发,建立了基于能量的分段隔震结构被动控制参数优化方法.通过MATLAB编程对算例进行多工况参数分析,获得了控制参数对隔震层与地震总输人能量的比值的影响规律:中间隔震层位于结构中部附近时,存在最优频率比和阻尼比使得隔震层...     

多塔高层结构隔震设计与分析

结合某多塔高层隔震结构,采用弹性时程分析方法,分析了隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的响应。主要包括自振周期、层间剪力、倾覆力矩和楼层位移等内容。结果表明,与非隔震情形相比,结构的自振周期明显增大,地震作用得到了较大的衰减。结构在地震作用下的隔震效果明显,楼层剪力及倾覆力矩均得到折减,在罕遇地震作用下隔震效果尤为显著。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。     

高层隔震结构模型双向振动台试验研究

对一缩尺1∶16比例高宽比为5的橡胶垫隔震结构模型进行了双向地震动输入振动台试验研究。通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应。试验结果表明:隔震上部结构减震效果较好;隔震支座在某些工况下,竖向可进入非线性受拉变形状态,此时的结构存在倾覆危险。试验相关数据的分析可为高层隔震结构设计理论和规范的编制提供试验依据。     

底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究

本文介绍了底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究成果。由13个区底部二层框架、上部2～4座7层或9层塔楼的计算对比及典型区振动台试验结果表明,在9层塔楼与平台问采用隔震技术可以很好地改善下部平台的受力状况,与不隔震时相比底部二层框架的地震剪力可减小1／3左右,上部塔楼通过隔震后水平向地震作用可降低Ⅰ度进行设计。     

Shake table tests on a mass eccentric model with base isolation

A mass eccentric structure is usually more seismically vulnerable than its concentric counterpart because of the coupled torsional–translational response of such structures. In this work, dynamic characteristics and response of a five‐storey benchmark model with moderate mass eccentricity were investigated using a shake table, simulating four different ground motions. The effectiveness of laminated rubber bearings (LRB) and lead‐core rubber bearings (LCRB) in protecting eccentric structures was examined and evaluated in relation to translational and torsional responses of the benchmark model. It was observed that both translational and torsional responses were significantly reduced with the addition of either a LRB or LCRB isolated system regardless of the nature of ground motion input. The LRB were identified to be more effective than LCRB in reducing model relative displacements, the relative torsional angle as well as accelerations, and therefore provided a better protection of the superstructure and its contents. On the other hand, LCRB rendered a smaller torsional angle and absolute displacement of the base isolation system, hence a more stable structural system. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

基础隔震高层建筑地震响应的理论分析

本文对某高层隔震框架－剪力墙结构的三维地震响应进行了有限元分析计算，对比了隔震结构及其相应非隔震结构的动力特性，给出了在多遇地震和罕遇地震作用下结构的最大层间剪力，层间位移等，得到一些有意义的结论。     

高层隔震建筑设计中隔震支座受拉问题分析

高层建筑由于高宽比相对较大,倾覆效应明显,当采用隔震技术时,有可能使隔震支座出现拉应力,而通常使用的叠层橡胶隔震支座抗拉能力不强。因此,隔震支座受拉问题成为隔震技术在高层建筑中推广应用的主要障碍之一。本文提出了避免隔震支座受拉的上部结构布置原则及隔震层优化设计方法,并对目前隔震支座拉应力计算方法提出了改进建议。本文的研究工作可为工程设计提供借鉴,为隔震设计相关规范的修订提供依据。     

Shaking table test and analysis method on ultimate behavior of slender base‐isolated structure supported by laminated rubber bearings

This paper describes the results of shaking table tests to ascertain the ultimate behavior of slender base‐isolated buildings and proposes a time history response analysis method, which can predict the ultimate behavior of base‐isolated buildings caused by buckling fracture in laminated rubber bearings. In the tests, a base‐isolated structure model weighing 192 kN supported by four lead rubber bearings is used. The experimental parameters are the aspect ratio of height‐to‐distance between the bearings and the shape of and the axial stress on the bearings. The test results indicate that the motion types of the superstructure at large input levels can be classified into three types: the sinking type; the uplift type; and the mixed type. These behaviors depend on the relationship between the static ultimate lateral uplifting force on the superstructure and the lateral restoring characteristics of the base‐isolated story. In the analysis method, bearing characteristics are represented by a macroscopic mechanical model that is expanded by adding an axial spring to an existing model. Nonlinear spring characteristics are used for its rotational, shear, and axial spring. The central difference method is applied to solve the equation of motion. To verify the validity of the method, simulation analysis of the shaking table tests are carried out. The results of the analysis agree well with the test results. The proposed model can express the buckling behavior of bearings in the large deformation range. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

高层建筑动态和静态风荷载的确定

简单介绍了利用高频天平测量高层建筑风荷载的原理和试验方法，讨论了高层建筑风响应的计算，提出了一种动态风荷载和静态风荷载沿高度分布的计算方法。结果分析指出：提出的求沿高层建筑高度分布的等效静态风荷载的方法适用于顺风向风力，应用于横风向风力有理论误差。