不同类型场地对隔震储罐地震响应的影响

利用精度高的四阶龙格一库塔法求解橡胶基底隔震储罐的动力方程,探讨了场地因素对隔震储罐减震性能的影响,特别是对基底剪力、晃动波高、隔震支座位移3个重要响应参数的影响。研究表明：低隔震频率时储罐在4种场地上都取得良好隔震效果,场地越硬,减震效果越好,但有效隔震频率范围不一定越广。储罐减震效果提高需要付出隔震支座位移增大的代价。不同类型场地上储罐隔震后晃动波高都出现增大现象,I类场地上波高变化剧烈但幅度很小,IV类场地上波高变化幅度最大。合理的支座阻尼比可以起到降低基底剪力、晃动波高和支座位移的作用。除了第Ⅱ类场地,2000m^3罐减震效率高于50000m^3罐。在设计储罐隔震系统时,建议根据罐体高径比综合考虑参数响应的影响,优化配置隔震频率和阻尼比等设计参数。     

高举架立式圆筒型储液容器柱顶隔震地震动响应研究

目的针对高举架储罐结构特点提出柱顶隔震措施,并构建柱顶隔震简化力学模型和有限元数值仿真模型.方法从数值分析及有限元建模进行隔震研究.结果柱顶隔震措施能有效控制高举架储罐的地震动响应,其减震效率与地震波频谱特性密切相关;随隔震周延长,上部储罐各工况减震率也变大,但支承结构各工况减震率逐渐减小;隔震层阻尼比变大时,各工况大致先减小后增大,有优化区间;理论解与有限元解相差不大,相互验证计算结果的正确性.结论建议柱顶隔震设计时应综合考虑场地类型、隔震周期和隔震层阻尼比对减震效率的影响,优化隔震设计.     

高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析

目的通过对高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析,探究高举架储罐基础隔震的可行性.方法依据ACI简化力学模型提出分散支承质量简化力学模型的方法,并通过在其底部植入隔震层,建立基础隔震简化力学模型并推导其运动控制方程,采用数值方法对比分析了不同条件下地震动响应.结果 ACI简化法与分散支承质量简化法计算结果相近,说明笔者提出的分散支承质量简化力学模型是可行的;基础隔震能有效控制高举架立式圆筒型储液容器地震动响应;隔震周期和隔震层阻尼比越大,基础隔震减震效率越高.结论建议基础隔震设计时需根据工程实际情况选择最佳隔震层参数.     

隔震层参数设计探讨

对隔震设计中隔震层标准位移与阻尼比的合理设计进行了探讨,给出了铅芯橡胶支座阻尼比的理论计算公式,提出了依据设防烈度设计隔震层的思想.依据我国现有规范与规程,推导了隔震层位移反应的相关公式,探讨了支座标准位移与隔震层阻尼比的合理设计方法.     

高层建筑结构隔震设计关键问题

对高层建筑隔震设计中的一些关键问题进行研究,就规范中隔震设计方法的主要不足提出改进建议.采用规范设计反应谱进行高层隔震结构分析时,必须充分考虑结构高阶振型的影响,否则会大大低估结构减震效果.时规范中不同阻尼比的地震影响系数曲线修正方法进行讨论,对规范中采用的阻尼调整和形状参数提出修改建议.指出了规范中容易导致隔震支座受拉的不合理规定,提出了改进后的结构布置原则.并对规范中隔震支座面压控制的计算方法提出修正建议.     

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.     

直接基于位移的橡胶支座隔震结构性能设计方法

将隔震结构简化为等效单自由度系统(ESDOF),隔震层采用铅芯橡胶支座,应用直接基于位移的性能设计方法(DDBD)分析隔震结构。重点讨论多自由度隔震结构(MDOF)向单自由度等效体系的转化方法,分析体系等效阻尼比、目标位移与等效质量。根据《建筑抗震设计规范》建立了位移反应谱,改进基于位移的性能设计方法的流程。设计高烈度区某隔震工程,假定各楼层的目标位移与体系等效阻尼比,通过性能设计流程最终得出各楼层的剪力分布;对设计的结构进行了时程分析校核,表明方法不但简单有效而且满足工程设计精度要求,可用于隔震结构的初步设计。     

大型立式石油储罐考虑桩土作用地震响应分析

目的研究大型立式石油储罐-桩-土体系的动力响应,对比桩土间相互作用对上部储罐结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立桩-土-储罐三维整体模型,输入包含长周期在内的7条基岩地震波进行地震响应分析.结果考虑桩土相互作用后,基底剪力、基底弯矩、动液压力、罐壁有效应力均减小,但波高有所放大,且罐壁轴向应力增大明显,最大为刚性地基时的3.71倍;考虑桩土效应后,长周期地震动下储液罐的晃动波高、基底剪力、基底弯矩等动力响应均大于普通地震动作用下的结果,其中波高增大较大,最大为7.46倍;低储液量(25%)时,动力响应有所区别,表现为考虑桩土相互作用后,基底弯矩增大,储罐底板发生翘起.结论建议储罐的抗震设计中应考虑桩土相互作用与长周期地震动对储罐的影响,并在储罐薄弱部位进行加固处理.     

橡胶垫基础隔震浮顶储罐的非线性地震响应研究

从浮顶参与地震响应的角度出发,采用Nagarajaiah模型模拟铅芯橡胶支座(LRB)的力-变形非线性行为,研究了铅芯橡胶支座隔震储罐的地震响应特征。分析了地震烈度、高径比以及场地条件对立式钢制浮顶储罐隔震与非隔震状态地震响应的影响。分析表明,不同工况下,隔震体系能够有效地降低储罐的倾覆力矩,减少基底剪力,满足结构控制。但对波高的控制效果并不明显。合理优化高径比,选择场地,可以得到理想的减震效果。     

环梁滑移与钢筋并联隔震装置设计研究

为了降低储罐的地震响应,提出了环梁滑移与钢筋并联隔震装置,通过ADINA程序建立了适用于1 000 m3储罐地震振动台实验缩尺1:4的环梁滑移与钢筋并联隔震装置的有限元模型,研究其在不同摩擦系数、储液高度、烈度、位移等参数影响下隔震装置的刚度,并与理论解进行了对比。结果表明,隔震装置设计时需要综合考虑选取最佳设计参数,满足储罐隔震装置水平刚度的要求,以期达到降低储罐地震响应的目的。     

滑移隔震结构非平稳随机响应的动力特性分析

基于指数摩擦力模型，利用预估校正的数值积分方法计算滑移隔震结构的动力响应，分析了地面谐振运动下结构的加速度传递率及基底滑移率随频率比的变化规律，并发现滑移隔振结构的振动有振幅跳跃，基底爬行等非线性动力特征。将地震地面运动模拟成非平衡随机过程，基于离散小波变换得到地面运动离散小波系数的统计值，并以此作为输入，使用等价线性方法获得了滑移隔震结构在非平衡地震作用下的均方滑动位移和速度反应。最后，给出了这种结构的最大滑动位移响应随滑移面摩擦系数的变化曲线，可供设计时参考。     

球形储罐结构地震反应控制研究

为了降低球罐结构的地震响应,对球形储罐进行基础隔震及附加耗能减震控制,建立了无控、隔震、耗能减震条件下球形储罐的有限元模型,并通过模态分析给出自振周期和频率。选择3种不同的地震波输入,进行了基础隔震结构及耗能减震结构地震响应时程分析。结果表明：基础隔震拉长了结构周期,达到了减震的目的,加速度反应降幅在41.4%～76.4%,相对位移反应降幅在50.3%～77.2%;附加的耗能装置的变形耗散了地震动能量,从而减小了结构自身的动力响应,加速度反应降幅在25.2%～77.9%,相对位移反应降幅在71.8%～76.7%;总体看球罐基础隔震结构优于附加耗能结构的减震效果。     

应县木塔隔震性能分析

应县木塔作为中国重要的历史文化瑰宝,一旦发生地震灾害,结构倒塌,将会给这一优秀传统文化的传承和发展造成重大损失。为了降低应县木塔的地震响应,采用基础隔震措施,基于ADINA有限元分析程序,对应县木塔的简化计算模型进行了基础隔震动响应分析。结果表明,基础隔震措施能够延长结构的自振周期,避开场地的卓越周期;隔震效应与场地和隔震层阻尼比有关,需要综合考虑选取最佳场地和隔震层阻尼比。     

早期大跨径连续梁桥改造中的抗震方案比选

以位于强震区、建于20世纪70年代的一座大跨径连续梁桥改造工程为背景,分析比较了常规设计方案以及常用的减震和隔震技术方案的抗震可行性.结果表明：常规设计方案难以满足抗震要求;采用Lock-up装置的减震方案不适用于纵桥向自振基本周期较短的改建桥梁;在合理的参数设计下,粘滞阻尼器减震方案可在一定程度上降低下部结构的地震需求;固定-滑动型支座隔震方案可显著降低下部结构的地震需求,然而有上部结构无法复位的缺陷;摩擦摆式支座隔震方案既可显著降低下部结构的地震需求,又可有效控制上部结构的位移反应,是理想的抗震方案.     

限位装置对桩基础高墩摇摆反应的影响

基础摇摆隔震会显著增大高墩顶的位移,摇摆隔震装置中设抗拉钢筋或钢铰线可以减少墩顶位移。提出了限位装置的模拟方法,完善了桩基础高墩摇摆隔震的分析模型。基于某铁路高墩桥梁,输入3条强震记录,采用非线性时程分析方法进行了限位装置的影响分析。讨论了限位装置初始间隙及屈服力的变化对墩顶位移与墩底弯矩的影响规律。结果表明,限位装置减小墩顶位移的同时会增大墩底弯矩,墩顶位移受限位装置初始间隙的影响较大,墩底弯矩受限位装置初始间隙的影响较小,桩基础高墩的摇摆反应受限位装置屈服力的影响较大。     

立式储罐环墙滚动隔震体系地震响应数值仿真分析

基于ADINA有限元软件,以15×10⁴m³大型立式储罐为研究对象,建立了立式储罐环墙滚动隔震体系有限元分析模型,运用Newmark数值积分法,对水平地震激励作用下的隔震储罐进行了减震效应分析。结果表明: 环墙滚动隔震装置可以有效降低立式储罐的地震响应,减震率达到25 %以上。环墙滚动隔震装置具有降低储罐不均匀沉降和减震双重作用,建议推广应用。     

大型储罐工程抗震设计交互系统的构建

为了满足大型储罐抗震设计的地震动响应数据需求,基于有限元法建立大型储罐有限元数值分析模型,采用时程分析法获取大型储罐抗震设计地震动响应数据,构建抗震设计地震动响应数据库。针对大型储罐结构抗震设计需要,设计大型储罐工程抗震设计交互系统,实现工程技术人员在四类场地、三种抗震设防烈度下的大型储罐结构抗震交互设计,提高了大型储罐抗震设计的效率。     

2万m3储液罐隔震应力分析

采用ANSYS有限元软件,分别在锚固和非锚固情况下对某2万m³储液罐进行了隔震前后的地震响应分析,并考查了隔震装置的隔震基频和阻尼比的变化对储液罐隔震的影响。以动力响应中的最大应力值来评价隔震装置的隔震效果,以此分别确定了储液罐在锚固和非锚固状况下隔震装置的最佳隔震基频和阻尼比。