近断层地震下层间隔震结构楼层反应谱

近断层地震动富含长周期、大峰值的速度脉冲的特性,而目前对近断层地震动作用下非结构构件动力响应的研究较少.本文对一个5层钢框架结构进行非隔震与层间隔震振动台试验和ABAQUS有限元模拟,研究表明:(1)结构设置隔震层,能明显降低屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值,谱值随着隔震层的升高而增大;同时增大了屋面楼层位移反应β_d谱谱值,随着隔震层设置位置的升高,谱值大幅度减小.(2)与抗震和隔震结构的自振周期有相近脉冲周期的地震波能明显增大屋面楼层位移反应β_d谱和屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值;非隔震与隔震结构屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱主要峰值周期与主体结构基本自振周期接近.(3)近断层地震波与结构周期比值越近,断层距越小,有脉冲作用,屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱谱值越大.     

非结构件和设备的抗震设计楼面谱

第一代楼面谱将设备与结构解耦，大大方便了设备抗震设计。但因未考虑设备的反作用，所得楼面谱误差过大。文中讨论第二代楼面谱，考虑设备对楼层的质量比不很小时，设备的反作用不可忽视，特别是当设备频率与结构相近（调谐）时影响显著。而且设备阻尼一般不同于结构阻尼，调谐时非经典阻尼的影响明显不同于经典阻尼。用随机振动法建立了由地面反应谱计算设备反应的程序，并针对６座典型高层建筑计算了６００余条楼面谱，从中给出了设计用楼面谱     

土-结构动力相互作用对橡胶支座隔震结构的影响

采用子结构法,建立了频域内土-结构动力相互作用下的橡胶支座隔震结构的分析模型及相应的运动方程,通过数值仿真2个具有埋置刚性基础的剪切型基础隔震结构的地震反应,并选用多种地基土,较为系统地分析计算了不同地基土参数组合下结构的隔震效果和地震响应.结果表明,设置橡胶支座隔震层可以削弱土-结构动力相互作用对结构动力特性的影响,减小结构相对于场地运动的楼层位移和基底位移.同时,土-结构动力相互作用使橡胶支座隔震效果有所降低,且影响程度与上部结构刚度成正比,与地基土刚度成反比.     

考虑土-结构相互作用的隔震结构楼层反应谱分析

非结构构件常在大震甚至中小地震中发生损坏或中断工作,造成巨大损失。目前主要是通过建立楼层反应谱来考虑非结构构件的安全和运作。通过模态分析对隔震体系进行解耦,并考虑与地基土相互作用的条件下,推导出非结构构件的运动方程,从而建立楼层反应谱,并对不同性质的地基土、隔震装置和非结构构件中不同阻尼比对楼层响应的影响进行分析。结果表明,增加隔震装置并不一定能减小非结构构件的地震响应,对阻尼比较小且周期较长的非结构构件来说反而是不利的。     

主次结构相互耦合下的楼层反应谱计算

采用摄动理论的方法,直接从主结构和次结构各自的动力特性推导出由主次结构相互耦合的联合结构系统的动力特性,并考虑到主次结构间的调谐、共振、干扰等因素,继而进行楼层反应谱的计算 算例表明了该方法计算的精确程度,并就阻尼比、质量比以及层高等参量对楼层反应谱的影响进行了探讨,得出一些结论     

核电站反应堆厂房隔震研究

对核电站典型CPR1000堆型反应堆厂房应用隔震技术进行了系统的研究.针对反应堆底部的圆形筏基,进行了隔震支座的布置与选型.基于时程分析法,研究了核电站基础隔震效果,并建立了结构内部设备层的楼层反应谱.此外,文章研究了地震波加速度峰值、设备层所处标高及设备阻尼比对楼层反应谱的影响.研究结果表明,应用隔震技术后大大提高了核电站反应堆厂房的抗震安全储备.     

建筑结构抗震分析

将结构物简化为多质点体系,考虑隔震支座的水平刚度、垂直刚度和转动刚度,按反应谱方法进行了高层剪力墙结构和砖结构抗震计算,结果表明,隔震结构可以大幅度地降低地震作用。另外,利用结构自身的顶部作为TMD质量块,并用叠层橡胶支座和摩擦阻尼器设置在建筑物中上部的楼层之间,利用隔震层上部的质量和隔震层部件组成TMD减震系统来控制地震反应。     

SSDI体系非线性耦合阻尼比研究

通过对土-结构动力相互作用(SSDI)体系简化计算方法的研究,提出改进的考虑基础质量与转动效应的简化计算模型,推导SSDI体系非线性耦合阻尼比计算公式,并通过对公式中每个参数的选取与修正,充分考虑土体与结构的非线性特性、基础形式与基础埋置深度以及基础平动与转动的耦合效应等因素的影响.运用SSDI体系非线性耦合阻尼比公式,对1个实例进行计算.研究结果表明:SSDI体系频率和阻尼比的计算结果与传统方法相比更加接近试验实测结果,且误差为10％～20％,证明了计算公式的有效性,这有助于完善现有抗震设计规范、提出新的抗震设计反应谱.     

基础隔震建筑楼层上设备的地震动力反应分析

采用叠层橡胶基础隔震方法,对水平地震作用下叠层橡胶基础隔震建筑楼层上的设备进行地震动力反应时程分析,算例分析结果表明该方法不仅能减小上部结构的地震动力反应,还能有效地减小建筑结构楼层上设备的地震动力反应。     

层间隔震结构随机响应与动力可靠度研究

针对层间隔震结构体系,考虑结构阻尼矩阵的非比例特性,建立小震下非比例阻尼层间隔震结构动力分析模型,采用零均值的Clough-Penzien双过滤功率谱模型,运用虚拟激励法对层间隔震结构进行随机响应分析,得到了结构各层的层间位移响应峰值统计量,建立极限状态下的功能状态方程,利用当量正态化法,通过串联模式,研究层间隔震结构的动力可靠度.最后以一栋12层的框架剪力墙结构为算例,根据建立的方法比较层间隔震结构与非隔震结构的层间位移响应和总体体系失效概率,分析隔震层刚度、隔震层阻尼以及场地类别在小震作用下对层间隔震结构体系失效概率的影响.结果表明,层间隔震结构的整体失效概率比非隔震结构明显降低,且随着隔震层刚度的增大而上升,随着隔震层阻尼的增加而下降,结构场地土越坚硬,可靠性越高.     

单自由度结构的磁流变阻尼顶层隔振

提出了应用磁流变阻尼装置的顶层隔振控制方法．首先，对小质量比TMD的控制理论进行了深入研究，将最优TMD参数的计算公式推广到大质量比范围．以大质量比TMD控制的减振机理为基础，对顶层隔振结构的动力特性进行了研究，对参数影响进行了分析，建立了合理的顶层隔振结构体系；其次，引入磁流变阻尼器对顶层隔振结构的隔振层进行控制，避免TMD控制范围较窄和隔振层变形过大等弱点；最后，对单自由度结构进行了顶层隔振控制，理论分析结果证明：以大质量比TMD理论为基础的顶层隔振控制方法是有效的，结合了磁流变阻尼器的控制后可以避免这种方法的一些弱点，在不增加结构自重的前提下，能够保证结构良好的控制效果，隔振层的位移和结构层的加速度都得到较好的控制，控制效果达到30％左右，以磁流变阻尼器半主动控制效果最好。     

土-桩-结构线性动力相互作用简化分析

建立了简谐剪切地震波激励下三维土桩结构线性耦合体系简化分析模型,桩和结构均被简化为一简单梁模型;对耦合体系桩承台对基岩运动的放大效应进行了求解,此放大效应反映了耦合体系的动力相互作用.通过算例讨论了结构高度、刚度和质量、土层厚度和刚度以及桩刚度对耦合体系放大效应和固有频率的影响,结果表明:耦合体系的固有频率随结构高度、质量或土厚度的增加而减小,随结构刚度或土刚度的增大而增大.结构高度、刚度和质量以及土层厚度、刚度对耦合体系放大效应的影响无简单规律可循,而桩刚度对其影响不大.在与自由场地表面对基岩运动放大效应的比较中可知,在某些桩基结构的动力分析和设计中耦合体系动力相互作用不应忽略.这为进行土桩结构动力相互作用详细数值分析和试验研究建立了初步认识.     

橡胶垫减震结构的动力反应

对多层框架橡胶垫减震结构在弹塑性范围内进行了地震反应的动力分析,详细介绍了进行动力分析的方法和结构的动力特性,计算了结构在地震波作用下各层的位移、加速度和剪力等地震反应·从与抗震结构动力反应比较可见,减震结构采用橡胶隔震垫后,改善了上部结构的动力特性,地震反应明显小于通常的抗震结构;此外,不同的场地对建筑物减震的效果有所不同,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地下,减震结构同抗震结构相比有二度以上的减震效果;在弹塑性范围内对结构进行动力分析比只在弹性范围内分析,能够更准确地反映实际情况,从而提供较为准确的设计依据·     

平转耦联隔震结构简化体系的时程反应分析

在平转耦联隔震结构简化体系的基础上,对地震作用下的反应进行了数值时程计算,并对各有关动力参数对地震反应的影响进行了分析研究,结果表明：在上部结构偏心不大的情况下,隔震层偏心距的变化对上部结构的位移和转角的影响不明显,通过合理地调整隔震层的偏心距,结构的底部扭矩可以明显降低。     

考虑地震动不确定性的核电厂楼层反应谱分析

核电厂的楼层反应谱对评价核电结构和设备的抗震安全性具有重要意义.核电设计中一般采用确定性的方法计算楼层反应谱,实际上,地震的发生具有明显的随机性.根据我国地震影响区和厂址地震发生概率的特性分析,采用Monte Carlo概率统计方法,研究了地震动的不确定性对核电厂结构地震响应的影响.实际算例的计算结果表明,在满足90%保证率的前提下,考虑地震动不确定性计算的楼层反应谱将比按确定性方法计算的楼层反应谱在峰值频段有较大幅度的降低.研究结果将加深对核电设计保守性的了解.     

框筒结构考虑楼板变形动力特性的模态综合分析

本文研究楼板变形的钢筋砼砼框筒结构的动力特性，采用空间杆，薄板力学模型，将空间整体结构离散为空间质点系，运用二级子结构固定界面模态综合法和静凝聚技术，对考虑楼板变形的框筒结构的动力特性进行了分析并自编一套程序，使规模较大的计算过程在微机上实现。     

不同类型地震波作用下一体化车站结构地震响应分析

为了研究不同类型地震波作用下一体化地铁车站结构地震响应特性,基于ABAQUS软件建立地铁地下车站-土-地上建筑一体化结构大型三维有限元数值模型,利用典型的近、远场地震动记录,计算分析城市轨道交通枢纽一体化结构在不同地震动类型作用下的地震响应规律.结果表明:土-一体化结构体系与自由场地各阶自振频率较为接近,一体化结构的存在对场地土动力特性的影响较小,从工程的角度看可忽略不计;在土-一体化结构体系基频附近能量分布相对集中的地震波能够对一体化地铁车站结构的地震响应产生显著的影响;一体化地铁车站结构具有明显的空间效应,不同区域之间的地震反应差异明显,应该按照空间问题进行一体化地铁车站结构的抗震计算.研究成果对该类结构的抗震设计与分析具有一定的参考意义.