基础隔震房屋模型振动台对比试验与分析

采用日本生产的铅芯橡胶支座作为基础隔震支座,以中国和日本在建的中层层房屋为工程背景,进行了基础隔振模型和基础固定永恒模型模拟地震动振动台试验,并引入能量分析方法对两种试验结果进行了分析比较,结果表明该基础隔震系统隔震效果明显,隔震层滞回变形能有效吸收地震动输入能量,减小模型结构的塑性变形和累积损伤。     

基础隔震结构的能量反应分析

文章通过建立有隔震和无隔震的4层框架结构的分析模型,对其分别输入3条典型的地震波进行地震能量反应分析,结果表明隔震结构能较好地满足能量方程;适当降低隔震支座屈服强度对于保护上部结构更加有利;地震波的能量持时和卓越周期对结构地震能量反应具有重大影响。     

三维长周期地震动下层间隔震高层建筑结构地震响应分析

层间隔震体系是在基础隔震体系的基础上发展而来的一种新型隔震结构。层间隔震高层建筑结构自振周期较大,在长周期地震动下因容易发生共振而响应较大,三维地震会加剧结构的重力二阶效应。建立某框架-核心筒高层建筑结构模型,进行三维长周期地震动下的非线性时程分析。针对层间隔震结构隔震支座出现的拉应力超限问题,设置三维隔震支座,并与设置传统水平隔震支座的结构进行地震响应分析对比。结果表明：三维长周期地震动下的层间隔震高层建筑结构地震响应增大;在三维长周期地震动下,采用传统水平隔震支座容易出现拉应力超限问题;采用三维隔震支座后,结构的层间位移、基底剪力、楼层加速度均明显降低,结构的损伤程度减轻,三维支座滞回曲线饱满,耗能能力强。     

MDOF桥墩结构基于能量的抗震性能分析方法

针对脉冲型近场地震动的高能量输入,有必要发展以能量为指标的结构抗震性能分析方法.基于能量平衡原理,在给出多自由度体系的地震输入总能量和滞回耗能需求、结构耗能能力以及总能量沿各节点分布等计算方法的基础上,建立了一种基于能量概念的桥梁结构抗震性能评估方法.以3座加拿大的实际桥墩为算例,以近震记录和模拟脉冲为输入,验证了所建议方法的有效性和必要性.最后,以MDOF实体桥墩的时程分析结果为基础,对采用Akbas模型近似确定能量在以弯剪变形为主的中、低高度RC桥墩各截面分布的适用性进行了检验.     

近断层速度脉冲型地震动作用基础隔震建筑位移反应分析

以4层、9层和14层3个基础隔震结构为计算模型,选取了3条向前方向性效应速度脉冲及3条滑冲效应速度脉冲地震动记录,并以这些速度脉冲型地震动的弹性反应谱作为目标谱分别合成6条无速度脉冲的地震动时程样本,对比分析了在有、无速度脉冲的地震动激励下基础隔震结构的位移反应.探讨了地震动的速度脉冲对基础隔震结构位移反应的影响,并详细分析了两类不同产生机制的速度脉冲对基础隔震建筑结构地震位移反应的影响差异.研究结果表明,速度脉冲使基础隔震结构位移反应明显增大,对于中低层基础隔震建筑的位移反应滑冲效应速度脉冲的影响更大一些,而向前方向性速度脉冲对高层建筑位移反应影响更大,滑冲效应速度脉冲使得结构底部变形更大,导致结构可能发生底层倒塌破坏.     

填充墙对隔震框架结构地震反应的影响分析

以一幢7层框架结构建筑为例,分别考虑常规抗震方案、以橡胶支座或铅芯橡胶支座为隔震元件的基底隔震方案。用非线性时程分析法探讨了填充墙对上述两种方案地震反应的影响。研究结果表明,对常规方案,考虑填充墙作用,诸层加速反应增加;而对于隔震方案,诸层加速度反应减小。     

基础隔震技术及地震反应分析

概述了建筑结构基础隔震的发展历史,阐述了基础隔震的基本原理、计算模型、动力方程.用MATLAB程序模拟计算一个算例,通过对比分析非隔震结构和隔震结构的时程反应,得到建筑结构基础隔震可以有效降低地震反应的结论,从而达到隔震的目的.     

不同频域地震动下混合被动控制体系的减隔震效果

以高层框架结构为对象,提出一种结合分段隔震和相邻建筑物连接阻尼器耗能的新型混合被动控制体系,能有效应对宽频地面运动,具有较高的鲁棒性和冗余度.通过对同一高层建筑结构分别采用无隔震形式、分段隔震形式和混合被动控制形式进行数值模拟,考察短周期波、含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震体系和混合被动控制体系的减隔震效果.研究表明,短周期波作用下分段隔震体系控制效果较好,但在含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震效果不佳,基础隔震层和中间隔震层的位移较大,存在超出支座位移限值的可能,而采用混合被动控制体系能有效减小隔震层的位移,显著提高结构减隔震效果,且当中间隔震层设置在结构中部时混合被动控制体系的减隔震效果较好.     

地震动中输入能量的探讨

用能量的方法研究在单自由度体系中(SDOF),结构在差异较大的软土和硬土场地上,承受近断层实际地震时,自振周期T=0.8 s的结构在地震激励下的瞬时输入能量和总输入能量.得出对于脉冲型地面运动,结构达到最大输入能所需的响应时间要比长持时地面运动所需的时间短,而结构耗散的能量要比长持时地面运动耗散的能量大得多的结论.从瞬时输入能量以及总输入能量两个角度考虑输入能,认为瞬时输入能是地震设计中不可忽视的.计算得出,结构进入弹塑性阶段后,在双线性的滞回模型的假定条件下,结构延性系数不同时,两种场地所得的平均弹塑性等效速度谱,并进行了场地条件对结构输入能影响的分析比较.发现软土场地上的平均等效速度谱较好体现了结构的自振周期,应避开场地的卓越周期.     

大底盘双塔结构层间隔震技术的抗震性能分析

大底盘双塔结构在地震时底盘与上部塔楼连接处的薄弱层易遭到破坏。为解决竖向刚度不均匀造成的地震破坏,采用层间隔震技术,在大底盘与上部塔楼之间设置隔震层,减小传入上部结构的地震作用。运用SAP2000有限元分析软件,建立层间隔震结构和非隔震结构模型,对其进行时程分析。结果表明:隔震结构的加速度幅值,层间位移,底部剪力都相应地减小;隔震结构的变形主要由隔震层承担,隔震结构加速度和层间位移在隔震层处达到最大值,层间剪力在隔震层处大幅度减小,起到了相应的隔震效果,为工程实际提供了理论依据。     

连梁装置在地震序列作用下的作动分析

 地震荷载是一种随机荷载，桥梁结构受到罕遇或超预期地震作用时，抗震措施能够有效地减小地震荷载的破坏程度。连梁装置是公路桥梁防落梁系统中的最终安全保护措施，用于避免桥梁上、下部结构相对位移过大、支座丧失支承功能后发生落梁。结合国内外连梁装置的相关设计标准，对设拉索式连梁装置的结构进行罕遇地震及强震序列动力时程分析，得出连梁装置的防落梁效果及内力随其拉索长度、设计位移量的变化规律。在地震作用下，经合理设计的连梁装置起到防落梁效果，增大结构的整体性、提高结构的抗推刚度，使地震荷载在各墩间平均分配。连梁装置在整个强震序列激励过程中均起到防落梁作用，可保证有损结构的通行能力，达到“大震不倒”的抗震设计原则。     

新型耗能增强型形状记忆合金阻尼器减震性能研究

首先通过形状记忆合金的材性试验研究了其超弹性变形性能,并将其等效拟合为多线性模型,得到其计算参数.然后,提出了一种新型耗能增强型SMA阻尼器,说明了其构造,阐述了其工作原理和设计要点,推导了阻尼器的恢复力模型.最后通过有限元程序对设置该阻尼器的多层钢框架、对角设置SMA拉索的多层钢框架、普通钢框架进行了地震时程分析,对比研究了该阻尼器的消能减震能力.结果表明该阻尼器的滞回环非常饱满,耗能能力强,大震下对结构的位移和层间位移角控制效果显著.     

罕遇地震作用下钢筋混凝土框筒结构耗能研究

通过一钢筋土框筒结构实例,用振型分解法按等效单自由度体系求解其滞回输入能;用Pushover法分析了滞回耗能在层间的分布规律,与非线性动力时程分析需要选取地震波的不确定性相比,采用该法可以减少分析时间,同时获得较为稳定的分析结果.根据楼层滞回耗能与弹塑性层间位移的关系求出了各层的弹塑性位移,以此即可验算结构薄弱层在罕遇地震作用下的弹塑性变形;通过层间耗能分布及弹塑性层间位移的比较,体现了翼缘框架对整个结构的贡献.以上过程通过与非线性动力时程分析的对比,证明了方法的可行性.     

大跨度中承式钢管混凝土拱桥抗震性能分析

以福建省某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,通过建立空间结构有限元分析模型,计算和分析了该中承式大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性,并运用时程分析法计算了该桥在纵向、横向和纵向+横向有地震输入时的地震响应,分析了该桥对不同地震反应的受力特点和规律性,为大跨度中承式钢管混凝土拱桥的抗震设计提供理论依据.     

地震模拟振动台台阵性能评估与测试注记

 考虑到近几年强震频发的风险,以及地震模拟振动台设备和技术的快速发展,首先介绍了近几年来我国振动台设备的发展现状和趋势,结合中南大学近期已经完成验收的振动台台阵系统,阐述振动台及台阵系统的主要性能指标、设计意图和评估方法,指出振动台性能的重要测试内容,并给出振动台系统的性能验收和使用要点。     

某斜交连续刚构桥地震反应分析

采用有限元分析程序Midas/Civil,对某铁路斜交钢筋混凝土连续刚构桥采用实体单元建立了有限元分析模型,进行了全桥自振特性分析、多遇地震下的反应谱分析和时程分析,得到了关键截面的内力响应峰值和位移响应峰值;并改变斜交角(0°,10°,20°,30°,40°,45°,50°),讨论了斜交角变化对斜交连续刚构桥地震反应的影响规律。     

钢筋混凝土单柱式桥墩抗震性能试验研究

针对铁路桥梁中使用量最大、应用最广泛的单柱式桥墩,通过24根大比例的桥墩模型的伪静力试验,研究了其延性抗震性能.通过对试验现象及数据的分析,研究了这类桥墩的力—位移关系、滞回模式的变化规律;比较分析了配筋率、配箍率、箍筋布置形式、剪跨比等结构参量对试验模型的耗能特性和包络曲线特性的影响.归纳总结了试验中典型的破坏现象,并对产生这些破坏现象的原因进行了分析.在以上分析基础上,得出了改进单柱式桥墩抗震性能的有关结论和建议,可供我国铁路桥梁延性抗震设计参考.     

大型超高钢结构电视塔抗震性能分析

以388 m高河南省广播电视塔为例,研究了大型超高钢结构电视塔抗震性能的分析与评价方法.为评判河南电视塔可能出现的薄弱部位等抗震性能,利用时程分析法对该结构分别进行了多遇地震弹性时程响应分析与罕遇地震弹塑性时程响应分析.同时,为了解河南电视塔刚接模型与铰接模型抗震性能的区别,对该结构两种不同计算模型在弹性阶段的动力行为与弹塑性阶段的非线性动力特性进行了对比分析.研究结果表明:该结构两种分析假定的计算模型均满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,刚接模型整体抗震性能略优于铰接模型.