大底盘多塔楼结构的隔震减震策略研究

基于大底盘多塔楼的集中质量模型,考虑了基础隔震和层间隔震体系隔震机理的差异,推导了大底盘多塔楼层间隔震结构计算简化模型的运动方程,并对某实际工程进行了参数分析和计算仿真.结果表明:大底盘多塔楼层间隔震结构其隔震层参数对隔震效果影响显著,当隔震层刚度减小时,有利于上部结构剪力控制,但可能增加大平台层间剪力;增大隔震层阻尼对下部结构有较好的减震效果,而对于上部塔楼则存在阻尼最优值.针对大底盘多塔楼结构提出3种隔震减震策略,文章采用5条地震波对某实际工程结构进行了3个方案计算仿真分析,并比较了3种隔震方案的减震效果.     

高层框架剪力墙结构的层间隔震分析

简要阐述了层间隔震体系的隔震原理、动力性能等及其与一般的基础隔震的区别,然后以框架剪力墙结构为例,利用ANSYS软件分析了层间隔震的减震效果;说明了层间隔震结构对于大震具有比较明显的减震效果,并且施工方便,是一种具有发展前途的减震体系。     

非隔震结构嵌固位置对基础隔震结构水平向减震系数的影响

对比分析了非隔震结构直接嵌固,及设置与隔震结构隔震层高度相同的框架柱两种做法对水平向减震系数计算结果的影响;同时探讨了随隔震层高度及结构层数变化、水平向减震系数的变化规律。结果表明:与直接将非隔震结构嵌固在基础的做法相比,采用在上部结构下设置框架柱的做法得到的水平向减震系数均偏大,按此做法得到的减震系数结果设计上部结构将偏于安全。随隔震层高度的增加,此做法所得减震系数结果小幅增大。随结构层数的增加,两种做法所得水平向减震系数逐渐接近于相等。在隔震设计时,对于中低层建筑,建议采用下设同高框架柱的方法;对于高层建筑,两种方法均可采用,该结果可供相关设计和研究人员进行隔震设计时参考使用。     

大平台多塔楼结构的隔震减震控制

结合某实际工程,将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,形成大平台多塔楼新型隔震体系.为了进一步提高该新型隔震体系的抗震性能,在隔震层设置了液体粘滞阻尼器,探讨了这种大平台多塔楼结构隔震减震控制的效果.本文建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性,并基于广义Newm ark积分法编写了整个非线性隔震减震体系的仿真分析计算程序.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以同时减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.在隔震层附设粘滞阻尼器可进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.两种粘滞阻尼器的对比还表明非线性粘滞阻尼器比线性粘滞阻尼器理论上更合理,且更为有效.     

基于刚度比的基础隔震结构减震系数

水平向减震系数是隔震设计的重要指标. 将上部结构与隔震层刚度之比作为基本变量,通过双自由度等效模型对减震系数的影响因素进行了理论研究. 通过振型分析计算了上部结构的等效转换系数,推导了刚度比形式的内力和减震系数表达式,分析了减震系数的影响因素,计算了隔震结构满足减震系数要求所需的刚度比限值. 发现减震系数曲线存在不变量即基准曲线,提出基准点概念. 结果表明,刚度比和隔震层阻尼比是减震系数的决定因素,减震系数随刚度比或隔震层阻尼比增大而减小;当刚度比大于4.5或8时,减震系数分别低于0.5或0.4;与5个工程实例对比,减震系数表达式准确性较好. 成果整理成表格可供查阅.     

长周期地震动下框架-剪力墙结构隔减震改造

长周期地震作用是一种特殊的地震动,框架-剪力墙抗震结构在长周期地震动下的响应与普通地震动下的响应明显不同.运用ETABS建立11层框架-剪力墙抗震结构及3种改造结构(即基础隔震结构、层间隔震结构及阻尼减震结构),分别输入远场类谐和长周期地震波、近断层脉冲型地震波和普通地震波3种不同性质的地震波进行罕遇地震下的非线性时程分析.结果表明:4种结构在长周期地震动下的地震响应明显,框架-剪力墙抗震结构的响应最大;长周期地震下,采用基础隔震结构、层间隔震结构和阻尼减震结构进行改造后的地震响应减小,受长周期地震动影响区域的框架-剪力墙抗震结构可以运用基础隔震结构、层间隔震结构和阻尼减震结构进行改造;采用基础隔震结构和层间隔震结构进行改造后的减震效果优于运用阻尼减震结构进行改造.     

隔震体系基于双质点模型的参数分析比较

借助简化的竖向串联双自由度体系统一地描述了顶部隔震(TMD系统)、基础隔震、层间隔震三种减震控制方式力学特点,揭示了三者的减震机理.以上、下部分的质量比、频率比和阻尼比等参数,计算了复频响应函数模值的变化曲线,分析了这些动力学参数对隔震系统减震效果的影响.研究分析表明:根据质量比值不同可以区分三种隔震方式;顶部隔震结构频率比最佳为0.8～1.2,隔震系统的阻尼比越大减震效果越好;基础隔震结构的频率比最佳为1.2～2.0,隔震系统的最佳阻尼比为0.1～0.3;层间隔震质量比越大,隔震效果越好,最佳频率比为0.2～0.6.     

高层结构采用组合隔震体系的减震效果分析

组合隔震体系是指隔震系统采用多种隔震支座,达到最优的减震效果。对于高层或小高层结构,在结构中轴力大的位置处设置弹性滑板支座,在其它位置设置橡胶隔震支座,可取得较好的减震效果。对一个实际的12层框架-剪力墙结构,分析对比了一般隔震体系和组合隔震体系的隔震效果,结果表明:采用组合隔震体系比一般隔震体系的减震效果好。     

粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析

介绍了基础隔震结构能量设计方法原理。运用有限元分析软件ANSYS建立了5层3跨框架结构模型,对比分析了基础固定结构、基础隔震结构和粘滞耗能组合隔震结构地震反应。结果表明,基础隔震结构的地震反应显著小于基础固定结构,隔震结构层间位移集中于隔震层。在隔震层加设粘滞阻尼装置后,上部结构减震效果与未加设阻尼器隔震结构相近,而隔震层位移显著减小。     

低位层间隔震技术在某框架结构的应用研究

对7度抗震设防的某七层框架结构,采用底层柱顶隔震技术进行设计与分析,包括减震方案和底层结构形式的确定,有限元分析和隔震设计,构造设计以及工程经济性.结果表明:在多遇地震作用下,上部结构水平向减震系数为0.34,底层层间剪力减震效果同样明显;在罕遇地震作用下,上部结构基本处于弹性,底层位移角为1/1 682,隔震层有足够的稳定性和安全性,表明隔震设计提高了结构安全性;设计的底层柱和拉梁截面尺寸较大,但不影响底层的使用功能;工程造价有小幅提高,但综合效益好.     

提高钢筋混凝土剪力墙抗震性能的思想与方法

钢筋混凝土剪力墙是高层结构的主要抗侧力构件之一.位于结构底部的剪力墙承受较大的轴力、剪力和弯矩.高轴压下的剪力墙在强震作用下易发生剪切或压溃破坏,震后难以修复.如何提高底部剪力墙的抗震性能,是高层结构抗震设计的关键问题之一.从2010年智利地震和2011年新西兰地震中剪力墙震害现象出发,分析了可能引起剪力墙破坏的主要原因,详细介绍了改善剪力墙抗震性能的思想与常用设计方法.同时,针对目前超高层结构中采用的内置钢板组合剪力墙,利用数值模拟进行了参数化分析.研究表明,内置的钢板可以有效地改善剪力墙构件的受压行为,可以明显提高构件的承载力、延性和耗能能力,能有效地改善钢筋混凝土剪力墙的抗震性能.     

高烈度地震区带软钢阻尼器的框架-核心筒结构抗震性能分析

减隔震技术是当前抗震研究的热点,其中,软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种。软钢阻尼器在地震时,通过软钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量,从而达到减震的目的。由于构造简单,力学概念明确,技术性能可靠且易实现,软钢阻尼器已成为较多应用于高层建筑抗震的减震技术之一。本文利用NosaCAD有限元分析软件,对某高层建筑进行了非线性时程分析,并对该高层建筑应用软钢阻尼器进行设计,计算中用斜向阻尼器进行模拟。基于9度罕遇地震进行设计,通过分析结构的位移响应、损伤发展以及阻尼器的滞回曲线等性能指标,验证了软钢阻尼器对于高烈度地震区高层建筑减震的作用。     

浅谈基础隔震技术在建筑上应用与发展

近几年来,全球地震灾害频发,建筑物的抗震减灾性能逐渐成为人们关注的焦点。本文从分析基础隔震结构建筑与传统抗震建筑的差异,重点介绍了基础隔震结构的技术关键—基础隔震层和隔震装置。结合近20多年来隔震结构建筑成功运用的实例,凸显出了隔震结构建筑在抗震方面的优越性,最后,结合基础隔震技术的经济性,对未来隔震结构建筑的发展做了分析。     

试论带转换层型钢混凝土框架-核心筒混合结构关键设计

混合结构是我国高层建筑中首选结构体系之一,本文阐述了高层框架-核心筒混合结构的定义,并重点对框架-核心筒混合结构的关键设计方法进行了探讨,认为混凝土核心筒、剪力墙的延性、墙体内设置型钢、钢板剪力墙等是带转换层型钢混凝土框架-核心筒混合结构设计中的关键.     

高层建筑物地基沉降监测与分析

高层建筑在施工期间,随主体荷载的增加,势必造成主体不规则下沉,其局部不均匀沉降可能导致建筑物发生倾斜。为了确保建筑物的正常施工及安全使用,对高层建筑进行沉降监测和变形趋势预测具有重要意义。结合某高层住宅的沉降监测实践,在简要介绍工程概况和场地工程地质条件及水文地质条件的基础上,叙述了工程监测的具体要求和具体的监测方案,详细地阐述了沉降监测、分析和预测的过程。在定期对某高层建筑进行了沉降监测后,对沉降结果进行了几何分析并绘制了沉降等值线图,同时利用数据处理分析软件Origin8.0对不同观测点沉降量随时间的变化关系进行了多项式拟合并开展了相关预测。监测结果表明:该建筑物的沉降变形阶段性明显,沉降速率受施工速度与场地降水影响较大。实测最终沉降量小于计算值和经验值,不均匀沉降变化远小于规范允许的变形值,说明该建筑的桩基设计方案可行,施工质量可靠。对不同观测点沉降量随时间的变化关系拟合计算结果显示:监测结束1年内,建筑物的沉降基本趋于稳定,沉降变形特征符合一般高层建筑的沉降规律。文中所提出的监测方案和监测结果说明该工程沉降监测的设计方案可行、监测方法正确,为类似条件下高层建筑的安全施工与管理提供了重要参考依据。     

钢筋混凝土多高层剪力墙在小震下的失效相关性分析

在建筑结构的设计与分析中,结构体系可靠度的概念和思想已日益为人们所接受,但它的计算却一直是一个难点问题.特别是在体系可靠度的计算中涉及到了失效约束或者失效模式间的相关性问题.本文以层间位移为分析对象,采用蒙特卡罗方法,对多高层剪力墙在小震下的结构反应进行了失效相关性的分析研究,得出了多高层剪力墙结构在小震作用下的部分失效相关性规律.     

高层混凝土剪力墙置换加固与施工监测

置换混凝土加固是处理混凝土强度偏低或有严重缺陷的有效方法之一。针对某高层住宅高位楼层局部剪力墙混凝土强度不满足设计强度的问题,采用微膨胀水泥基灌浆料进行分段置换。设计了详细的分段置换方案;采用PKPM软件分析墙体拆除过程中承载力、变形发展情况;在此基础上,制定必要的支撑方案;采用裂缝监测、位移监测、应变监测手段对施工过程进行控制,确保施工过程安全。施工完成后的持续监测和超声波检测结果显示该置换方案满足设计要求,并达到预期加固效果。     

高层建筑群对地面沉降影响的模型试验研究

通过室内模型试验，研究了上海地区典型地质条件下高层建筑群工程环境效应对地面沉降的影响，探讨了在高层建筑群工程环境效应作用下不同土层的变形特点、相邻建筑物之间的相互影响状况、高层建筑群对中心及周边区域地面沉降的影响以及沉降影响范围、土层中应力（包括土压力、孔隙水压力）的变化规律等．试验研究结果表明：上海软土层是地面沉降的主要组成部分；高层建筑群工程环境效应造成的城区地面沉降的特点是距建筑物1倍基础宽度范围内的地面沉降大于建筑本身的沉降，尤以相邻建筑之间中心区域地表的沉降量最大；密集高层建筑群之间地表变形存在明显的沉降叠加效应，并使沉降量超过容许值，从而带来不稳定因素．     

悬臂剪力墙的承载力和延性

随着城市的发展,剪力墙在高层建筑结构中的应用日趋广泛。详细介绍了高层建筑结构中广泛采用的剪力墙基本形式——悬臂剪力墙的承载力和延性设计。     

带地下室高层结构的动力计算模型

为获得把地下室顶板作为上部结构的嵌固部位计算的确定条件,讨论了带地下室高层结构的动力计算模型,分别对带地下室剪切型、弯曲型、弯剪型及剪弯型房屋的动力性态进行了计算分析,并探讨了地下室质量与刚度对自振周期的影响．结果表明,对弯曲型、大部分弯剪型或剪弯型、以及地下层剪切刚度与标准层剪切刚度的比值小于2的剪切型高层结构而言,结构动力计算模型不可忽略地下室的影响,不可把地下室顶板作为上部结构嵌固部位。