高层框架结构层间隔震性能研究

【目的】探究不同高度隔震层对框架结构的抗震性能。【方法】基于某高层框架结构，运用SAP2000有限元软件对非隔震模型进行建模，并在此基础上分别建立基础隔震、6层隔震、12层隔震、18层隔震及22层隔震结构模型。【结果】对于上述结构模型进行反应谱和时程分析，通过软件运算得到模型在地震波下的基本周期、层间剪力以及层间位移，使其之间相互对比，探究不同隔震层位置对结构受力的影响。【结论】研究表明，随着隔震层高度的上升，基本周期在逐渐缩小，层间剪力和层间位移逐渐增大，在隔震层接近顶层时，基本周期、层间剪力和层间位移接近非隔震结构。     

基于摩擦摆隔震下非对称框架结构的减震分析

根据空间非对称结构框架的特点,通过数值模拟方式分析了非对称结构采用摩擦摆隔震系统对结构在8度罕遇地震作用下的响应,对非对称框架结构设置三组不同阻尼值的摩擦摆隔震层,进行多方面比较分析.结果表明,摩擦摆隔震可显著减小上部结构的地震反应,经过合理设置隔震层阻尼值,可以对隔震层和上部结构位移进行调整,有效控制隔震层的水平位移和扭转振动,控制平-扭耦联作用,同时使底层柱受力单一.     

FPS型隔震结构动力性能研究

为了研究FPS型隔震结构的动力特性,针对串联刚片模型,从理论上建立了双向水平地震作用下FPS型隔震结构的平-扭耦联动力方程,并对一空间RC框架隔震和非隔震结构进行动力时程反应分析,得出了不同地震波作用下结构各层的加速度反应、层间位移角、扭转位移比等参数的变化特点。结果表明,FPS型隔震装置能够有效延长上部结构的自振周期,限制隔震层过大位移,降低整体结构的扭转反应,有效减少了地震作用对上部结构的影响,亦提高了串联隔震结构的空间稳定性,隔震效果明显。     

高层建筑分段隔震结构双向水平地震作用下的动力时程分析

运用ANSYS程序对某一12层框架结构进行了模态和地震时程分析,为体现分段隔震结构的隔震效果,对比了分段隔震与基础隔震的地震反应;同时也对分段隔震结构在双向和单向水平地震作用下的地震反应进行了分析和对比;提出了结构在双向地震作用下整体位移最大值的计算方法,结果表明分段隔震结构比基础隔震能更有效减小结构的地震反应.     

“L”形平面不规则钢结构的弹塑性时程分析研究

为了研究“L”型平面不规则钢框架结构房屋的抗震性能以及此种不规则建筑的薄弱位置,应用Abaqus有限元软件对某“L”形平面不规则钢框架结构建立三维杆系模型。对不同地震波下钢框架结构进行动力弹塑性时程分析对比,研究结构的顶层位移、最大层间位移、层间位移角以及基底剪力,分析钢结构的薄弱部位。结果表明:在3种地震波作用下,位于结构内部的各轴地震响应差别不大,而位于轴8的角柱上二层的层间位移与层间位移角均相对较大,为该结构的薄弱部位;“L”形平面不规则结构边柱的地震响应要高于中柱的地震响应;结构柱应力变化自下而上不断变化,呈现不连续线性的特点。     

小比例尺隔震结构模型双向振动台试验

为分析多高层建筑采用铅芯橡胶垫进行隔震后的结构减震效果,试验对一1:16小比例尺隔震结构模型进行了水平和竖向两向输入地震波的振动台试验;试验中地震波输入和模型结构尺寸采用统一试验相似比设计,以尽可能反应真实隔震结构的动力特性。对模型结构上部加速度和层间位移试验数据进行分析,数据显示隔震结构模型无论加速度还是层间位移反应都得到减小,因此证明该隔震技术对高层建筑同样有较好的减震效果。     

采用隔震技术高层建筑弹塑性分析

采用弹塑性时程分析方法研究某16层隔震建筑的抗震性能,结果表明,一般抗震结构主要控制层间位移,上部结构的地震加速度远大于隔震结构.普通抗震结构在8度多遇及罕遇地震作用下已经进入了塑性阶段,部分区域已经破坏,而隔震结构在8度多遇及罕遇地震作用下仍处于弹性阶段,减少了震后维修.根据加速度响应得出隔震结构是一种有效的抗震措施.     

带BRB钢—砼混合加层结构抗震性能分析

采用ANSYS程序建立了3层框架结构加2层钢框架后的有限元模型,对该加层框架结构在设置约束屈曲支撑前后进行多遇及罕遇地震作用下的时程分析对比.结果表明,设置了约束屈曲支撑后增加了结构的耗能能力:层间位移角最大折减率达到47.8%,提出了混合结构比较合理的阻尼比,达到了对结构振动控制的目的,并且较精确地反映了设置约束屈曲支撑后该结构地震反应的实际,是一种较为实用和精确的计算方法.     

近断层地震作用下串联隔震体系下部结构层间位移角响应分析

建立了串联隔震体系模型,并编制MATLAB程序对一实际工程的下部子结构进行近断层地震响应分析.结果表明,地震动时上部子结构产生与下部子结构方向相反的作用力,使下部子结构振动明显减弱,对下部子结构运用时程分析得到最大层间位移角为1/555;随地震烈度的增大,地下室层间位移角增大,一、三类场地土上,近场地震动所得地下室层间位移角大于远场相应值,二类场地土其结果相反,且均满足框架剪力墙结构罕遇地震下层间位移角的要求.     

某多层不规则RC框架结构的弹塑性时程分析

基于有限元软件ETABS,将弹塑性时程分析方法作为主动设计方法,利用其对某地区多层不规则中学建筑进行分析,依据分析结果找到结构薄弱部位,然后采用加大梁柱截面及加支撑两种方式进行结构方案的调整。将调整后的两种结构型式与原纯框架结构进行对比分析,结果表明:层间最大位移较原结构分别减小了57.8%和73.6%;结构周期分别减少了10%和23.5%。弹塑性时程分析方法可以作为一种主动设计手段,指导设计人员有针对性地进行结构方案调整和性能化设计。     

隔震结构的柔性限位防护研究

针对基础隔震体系在遭受强地震时隔震支座的失效问题,提出一种新的柔性防护限位装置,以此控制隔震支座的水平位移在安全范围内,从而达到保护隔震支座的目的。首先建立控制装置的ABAQUS实体有限元分析模型,研究控制装置的力学性能,获得控制装置的非线性力学模型,然后以一栋4层基础隔震体系仿真算例,分析地震作用下的抗震结构、基础隔震结构和设置限位装置的基础隔震结构的响应。仿真结果表明:柔性限位装置能够控制隔震支座的水平位移在安全范围内,从而确保结构的安全,同时同抗震结构相比,它的动力响应小于抗震结构;同隔震结构相比它的动力响应略大于隔震结构但对上部结构的影响不大。     

带BRB的新型框架结构滞回性能分析

结合工程实例,对加层后抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构,采用布置屈曲约束支撑的办法来满足结构弹性位移角限值的设计要求.首先运用ANSYS软件输入地震波对加层结构进行动力时程分析,然后对不满足规范要求的层间位移角限值的楼层布置屈曲约束支撑,再对加支撑结构进行多遇和罕遇地震下的抗震验算.结果表明,布置屈曲约束支撑后,加层结构的层间位移角均能满足规范的要求,最大减幅可达27.5%;罕遇作用下屈曲约束支撑在大部分时间屈服从而达到应力屈服强度（108 Pa）,具有良好的耗能减震性能.     

防屈曲支撑在偏心钢框架中的减震控制研究

运用有限元分析软件SAP2000对某偏心钢框架和在原框架基础上设置防屈曲支撑的3种方案进行了模态分析和时程分析,比较了它们的周期比、位移比及层间位移等．结果表明：合理地设置防屈曲支撑可以有效的控制偏心结构的扭转效应,并减小结构的侧向水平位移和层间位移;在大震下,能够降低结构的加速度反应,耗散大部分地震能量,保护主体结构．     

地铁区间隧道下穿邻近高架桥桩基础变形分析

【目的】隧道侧穿或下穿高架桥的施工情况及相关研究越来越多，但是对于双隧道下穿临近高架桥且以粉土为主要成分地质条件的案例研究较少。【方法】本研究以深圳地铁7号线西丽～珠光（DK2+420～DK5+190）段盾构区间下穿高速高架桥为背景，建立三维数值计算模型对墩顶位移和离隧道最近桩节点位移变化进行分析研究。【结果】研究表明：墩顶横向位移在先行隧道贯通前逐渐增大，但随着后行隧道的开挖，桩基两侧的土体产生的土压力逐渐平衡，墩顶横向位移逐渐减小，向初始位置靠近；墩顶纵向位移随着隧道开挖逐渐增大，位移方向同盾构掘进方向相反；墩顶竖向位移随着盾构掘进逐渐增大；双隧道两侧桥桩横向位移随着隧道的开挖和墩顶力的共同作用，位移逐渐增大，左右线贯通后达到最大值，但双隧道中间桥桩随着右侧隧道掘进，由于两侧土体产生的土压力逐渐平衡，横向位移逐渐减小，向初始位置靠近。【结论】下穿邻近高架桥的粉土地层的地铁隧道，应根据其工程变形规律，避免对既有工程造成影响，本研究对于同类型工程设计和研究具有一定参考。     

减震结构黏滞阻尼器优化布置方案的比较

提出了一种基于简易序列搜寻法的阻尼器优化布置方法,通过估算结构的等效阻尼比,确定结构的附加阻尼参数,进而以层间位移的控制为目标,采用特定的规则调整阻尼器位置直到达到减震目标。最后,选择某12层钢筋混凝土框架结构,分别采用三种常见的阻尼器优化布置方案并提出黏滞阻尼器配置方案,对不同阻尼器配置结构在多遇和罕遇水准地震下的响应进行了分析对比。结果表明提出的改进方案减震效果最优,可供实际工程设计参考。     

带水平分布钢支撑RC框架结构的抗 连续倒塌机理分析

基于备用荷载路径法,分析带钢支撑的钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌机理.以一幢8层钢筋混凝土框架结构为原型,根据支撑在平面上沿结构横向和纵向布置方式不同以及在结构立面上布置于第二层或中间层柱间建立了5种有限元模型,采用备用荷载路径法并考虑构件失效持时的影响,根据底层柱失效位置的不同分为4种工况,对每种工况下的5种模型进行了动力非线性分析.分析结果表明：底层柱失效后,沿结构平面横向和纵向布置钢支撑均可有效提高整体拉结力,从而显著减小破坏部位竖向位移,避免造成破坏范围的扩散;钢支撑改变了框架梁的抗连续倒塌机制,使框架以桁架机制提供抗连续倒塌能力;由于水平分布钢支撑形成了加强层,为兼顾抗连续倒塌性能和抗震概念可将加强层设于结构中间楼层.     

高烈度区框架结构混合减震设计方案比较分析

【目的】我国高烈度区目前大多数单独使用BRB或黏滞阻尼器进行消能减震设计，而混合减震技术则可以实现两种阻尼器优势互补，大幅提高结构的抗震性能。【方法】本研究根据消能器不同的特性，在一栋13层框架结构中设计了四种混合减震方案。【结果】通过ETABS将这四种减震方案分别进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析，并与无控结构进行对比，发现四种混合减震方案均可以有效提高结构的抗震性能。【结论】其中将黏滞阻尼器设置在底部楼层，BRB布置在层间位移角较大楼层的布置方案消能减震效果最佳，达到了提高抗震性能的目的。     

多向地震波下多层钢框架结构的弹塑性时程分析比较

为研究罕遇地震作用下单波与双波对多层钢框架结构弹塑性时程分析结果的影响,以唐山市某钢框架结构的学生公寓为原型,应用Abaqus有限元软件建立三维计算模型,对其在不同地震波作用下的结构响应进行了弹塑性时程分析。研究表明,在罕遇地震作用下,单向地震波下的柱底最大剪力是双波下的1.1倍;单向地震波下的底层柱最大轴力是双波下的1.1倍;双向地震波下柱底的最大弯矩值是单向地震波下的1.4倍;双向地震波作用下结构的最大层间位移角是单向地震波作用下的1.8倍;多层钢框架结构在罕遇地震作用下单向波和双向波的地震响应相差很大。与现有规范相比,在罕遇地震作用下,采用双波对结构进行地震作用下的弹塑性时程分析更为保守。     

带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构的地震响应分析

以某20层的钢筋混凝土框架-核心筒结构为研究对象,利用ETABS软件建立普通框架-核心筒结构和带BRB支撑的框架-核心筒两种结构模型,分别采用反应谱分析和非线性时程分析的方法对两种模型进行计算分析对比。结果表明,在多遇地震下,带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构在层间位移角、最大楼层位移等方面均有一定的控制效果,而且可以提高结构的抗侧刚度和抗扭刚度。在罕遇地震下,带BRB的结构具有很好的耗能效果,能够较好地改善结构的抗震性能。     

考虑楼板效应的钢结构地震反应对比分析

以10层钢结构为研究对象,在罕遇地震作用下,通过ANSYS有限元数值方法,对纯框架结构及偏心耗能支撑结构在考虑楼板作用与不考虑楼板作用情况下结构的地震响应进行了比较分析,结果表明:在考虑楼板作用下纯框架结构顶层位移X、Y方向分别减小了31.3%和33.9%;结构顶层加速度X、Y方向分别增大了39.7%和45.2%.由于楼板的约束效应,结构的整体刚度增加,自振周期减小.考虑比不考虑楼板作用同样的耗能结构耗能能力减小了,在分析耗能结构时不能忽略楼板作用.分析结果为钢结构抗震设计提供了参考.