隔震结构支座布置的两阶段优化方法

针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实现隔震结构动力时程分析与优化程序的相互调用.用一个实际隔震工程分析表明:与原设计方案相比,采用本方法确定的隔震支座布置方案,水平向减震系数可减小约12%,各支座最大位移减小约21%,隔震层造价增加约14%,说明该方法优化结果可靠,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率.     

基础隔震结构动力可靠度分析及参数优化

假定地震为平稳过滤高斯白噪声过程,基于隔震支座的等效动刚度和等效黏滞阻尼比建立了基础隔震结构的动力方程.针对动力方程中非经典阻尼的情况,采用状态空间理论和复模态叠加法对振动方程进行了解耦,推导了基础隔震体系上部结构和隔震层在随机地震动激励下的方差反应解析式.采用变形准则分别定义了上部结构和隔震层的极限状态,根据首次超越机制,并基于串联可靠度模型建立了隔震结构在给定地震动下的条件动力可靠度计算方法.通过一个基础隔震框架计算实例,说明了该方法的运用.在此基础上,分析了隔震支座等效动刚度和等效黏滞阻尼比对隔震结构随机反应和可靠度的影响,并以失效概率为优化目标,对隔震参数进行优化.该方法可以从整体上对隔震结构可靠性进行评估,为基于可靠度的隔震参数优化提供基础.     

高烈度区L型平面不规则多层框架结构隔震设计与研究

针对高烈度区L型平面不规则多层框架结构采用基础隔震技术进行了研究.采用ETABS软件对我国高烈度区L型平面不规则多层框架结构建立了精细化有限元模型,提出该结构基础隔震设计目标.对L型平面不规则多层框架结构进行了叠层橡胶支座的布置与选型.基于时程分析法,研究基础隔震效果.结果表明:L型平面不规则多层框架采用基础隔震技术能有效地降低上部结构的地震反应,大大提高结构的安全性;单向或者双向地震作用对该L型平面不规则多层框架隔震结构水平向减震系数的影响基本一致;双向地震作用与单向地震作用对比下,隔震层位移、叠层橡胶支座极大面压和极小面压均有所增加,但均满足规范要求.同时,为后续类似工程提供了依据和参考.     

基础隔震技术的应用及其经济性分析

以某框架结构为例,对其采用不同隔震支座进行基础隔震设计,对采用不同的隔震支座的隔震结构和抗震结构采用大型有限元分析软件SAP2000进行地震作用下的动力时程分析,同时,还对采用铅芯叠层橡胶支座方案进行了经济性分析.分析结果表明,该框架结构在应用铅芯橡胶隔震支座时隔震设计效果明显,采用铅芯橡胶支座结构具有明显的社会效益和经济效益.     

并联隔震体系隔震层的初步设计探讨

以某框架结构为例,建议了并联隔震体系隔震层的初步设计方法,即橡胶隔震支座宜设置在受力较大的位置,对应长期设计荷载小的柱位宜布置摩擦滑移隔震支座.给出了确定柱下隔震支座数量的方法,用SAP2000验证了初步隔震方案的合理性和隔震效果的有效性,可为此类隔震体系的推广使用提供设计参考.     

铅芯橡胶隔震支座水平双向试验研究

非规则结构隔震层在平扭耦联地震中会产生平动与转动.隔震支座则处于水平双向受剪状态.文章设计了一种加力装置使直径100mm的单个铅芯橡胶隔震支座产生两个水平方向的变形,相应隔震层则产生平动和转动.通过两种布置工况对隔震支座进行两种水平加载比例的双向低周疲劳试验,得到了橡胶支座水平Y向滞回曲线以及扭矩与隔震层转角的关系.试...     

平面不规则高层建筑双层隔震体系的抗扭分析

以某高层不规则框架结构为例,输入双向地震波,采用SAP2000分析罕遇地震作用下中间隔震层位于不同位置时双层隔震体系的减震性能,研究不同偏心率下不规则隔震结构的扭转响应.研究表明:中间隔震层位于3层时双层隔震体系的水平向减震系数、层间位移角和位移比均最小;双层隔震体系隔震层偏心率的大小对周期比和层间位移角的影响不大,隔震层偏心率较小时,位移比也较小,隔震体系具有良好的抗扭性能.因此,对于平面不规则高层建筑双层隔震体系,隔震层小偏心率且中间隔震层布置在结构中部偏下位置时,可有效限制结构的扭转响应.     

新型隔震支座抗拉装置的研究

为了解决叠层橡胶支座的抗拉能力低的问题,对一种新型叠层橡胶隔震支座抗拉装置进行了设计和分析,给出了该抗拉装置的构造及尺寸,并提出了该装置的力-变形关系,通过有限元软件etabs模拟该装置,并采用时程分析,在一个实际的13层隔震结构中分析对比了使用抗拉装置和未使用抗拉装置的情况,结果表明该装置可有效减小隔震支座的受拉破坏。     

高层建筑组合隔震的设计方法及应用

为了使高层组合隔震技术的应用和推广具有更加完善的理论基础和设计依据,对高层隔震体系上部结构设计和隔震层设计中的若干关键问题进行了探讨,研究了高阶振型和高阻尼对隔震效果的影响,提出了隔震体系上部结构竖向构件布置的基本原则,分析了隔震层设计的基本原则和各类隔震装置的配置方法.根据以上基本理论,将基于性能的组合隔震设计方法应用于目前国内最高的高层隔震设计中,充分考虑纯天然橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、滑移隔震支座和黏滞阻尼器的性能特征,将其按照相关组合原则配置于隔震层中.通过分析表明各类隔震装置充分发挥了设计性能,隔震层在罕遇地震下工作状态稳定,上部结构的地震响应有了明显的降低,各项性能目标满足设计要求,本文最后对高层隔震结构的相关构造要求进行了必要的说明.     

LRB隔震斜拉桥地震响应分析

以南昌朝阳桥为研究对象,采用Opensees软件中Steel02材料本构模拟隔震支座本构曲线,建立了LRB隔震多塔斜拉桥和未隔震多塔斜拉桥模型.为使LRB减隔震设计更加可靠,采用了单指标分析进行LRB隔震支座的参数选择,讨论了硬化比对隔震效果的影响.运用Opensees软件,分别采用El-Centro、迁安和Taft等3条地震波进行了三向地震响应分析,对比分析了隔震和未隔震斜拉桥模型的地震响应.分析结果表明:单指标分析选择的铅芯橡胶支座具有良好的隔震效果,能有效地减小斜拉桥的地震响应;支座的硬化比对斜拉桥的隔震效果影响较小.