钢筋沥青隔震墩振动台试验及地震响应有限元分析

在足尺钢筋沥青隔震墩砌体房屋的正弦激励振动台试验的基础上,用有限元分析软件ANSYS建立适当的空间模型并对其进行数值模拟。将分析结果与足尺模型振动台试验结果进行比较,结果表明：有限元分析结果与试验结果基本一致,证明了本有限元在钢筋沥青隔震墩分析中的适用性。在此基础上,用本有限元程序分别对隔震和非隔震有限元模型进行地震响应分析,得出相关结论：相同地震波作用下隔震层的位移随输入幅值的增大而增大;隔震模型的顶部加速度幅值与第1层层间位移幅值小于非隔震模型,表明隔震层在地震波作用下隔震性能良好,大幅度降低了上部结构的底部剪力。     

钢筋沥青复合隔震层

针对我国农村农居的特点介绍一种钢筋沥青复合隔震层以及在其基础上发展的隔震墩的研究.理论与实验研究表明,该技术具有很好的减震效果,其中钢筋沥青复合隔震层已在实际工程中得到应用,经过实际观测减震效果良好.该技术造价低廉、施工较为方便,适宜在广大农村建筑中推广使用.     

钢筋-沥青复合隔震层实际工程应用研究

农村地区的房屋多为“低矮宽胖”一至两层的砌体结构,且抗震能力普遍不足.基于对钢筋-沥青复合隔震层大量的理论与试验研究,特将该种隔震效果明显、造价低廉、施工方法简易的隔震层应用于一个实际的农村三层民居.结构完工后采用锤击法并配合941B型拾振器拾取该房屋一层楼面和地下室地面加速度波,通过分析计算得该隔震房屋的隔震系数.结果表明,该房屋的隔震层可以将地面水平运动加速度衰减40％左右,具有良好的隔震效果.同时经对比计算得知该隔震房屋的造价没有增加.因此可知,这种新型隔震层非常适用于广大农村地区.     

三维复合隔震墩试验研究

针对国内现有隔震装置在竖向隔震的空白,以基础隔震原理为依据,在钢筋沥青复合隔震层的基础上,提出并开发了一种新型三维隔震装置——三维复合隔震墩,在减轻水平地震的同时也能有效地进行竖向隔震,并介绍了其构成及工作原理.用刚体质量块作为上部结构,对三维复合隔震墩进行振动台模拟试验.结果表明,该三维复合隔震装置竖向及水平向隔震效果均显著,还具有造价低廉、构造简单等特点,十分适用于我国村镇地区.     

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。     

夹层橡胶隔震技术在砖混结构加层中的应用研究

与直接加层结构相比,夹层橡胶垫隔震技术可使加层后的房屋调高抗震性能,降低结构的地震反应.在砌体结构加层连接部位安置橡胶垫耗能装置, 利用时程分析方法对常规加层结构和有隔震装置的加层结构进行数值模拟计算,对比两种结构体系的加速度和位移,分析安放夹层橡胶垫耗能装置对降低砖混结构加层地震反应的可行性.与传统直接加层相比,夹层橡胶垫隔震技术能大幅度降低地震的不利影响.     

夹层橡胶垫隔震技术在房屋建筑中的应用

介绍了夹层橡胶垫隔震技术的发展和应用情况，夹层橡胶垫隔震技术的优点，夹层橡胶垫隔震房屋的隔震设计，夹层橡胶垫的安装和质量检验评定以及支橡胶垫隔震技术应用中应注意的有关问题。     

时效及环境因素对隔震连续梁桥地震反应的影响

为考虑时效及环境因素对隔震支座力学特性的影响,介绍了国外学者和规范提出的支座特性修正系数、调整系数和界限分析方法,结合中国隔震橡胶支座的特点给出了力学特性修正过程.构造了12座具有不同外型特征的连续梁桥作为研究对象,分别采用3种常用的隔震支座(即铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和超高阻尼橡胶支座),基于Open Sees地震分析计算平台建立了隔震桥梁的3维动力分析模型,通过大量的非线性动力时程分析考察了时效及环境因素对不同高度桥墩地震反应的影响程度及其在不同外型桥梁中的离散情况,还采用增量动力分析技术研究了不同地震动强度(PGA)的影响.分析结果表明:时效及环境因素对隔震桥梁地震反应的影响较大,尤其是对处于0.2~0.4g加速度峰值下隔震桥梁的较低墩的位移反应;对于采用铅芯、高阻尼和超高阻尼橡胶支座的隔震桥梁,不考虑其影响则可能低估较低墩10%、50%和100%及以上的墩顶位移需求.     

近场简支梁铅芯橡胶支座隔震特性分析

随着公路桥梁的建设和隔震技术的发展,近断层隔震桥梁的抗震性能研究十分必要.以一座简支微弯梁桥为例,通过非线性时程的方法,探讨简支梁桥在近场地震作用下桥梁的减隔震特性及参数变化规律.分析结果表明,该隔震简支梁桥在近场地震作用下,墩底弯矩和支座位移比远场地震作用下大;采用隔震技术后,在近场地震作用下,减震效果仍有效;纵横向支座位移随屈服强度的增加而减小,且均有随初始刚度增加而减小的趋势;墩底弯矩因波脉冲不同和各墩刚度不一,随初始刚度和屈服强度的变化不一.     

山区公路桥梁高性能板式减震橡胶支座振动台试验

为探究高性能板式减震橡胶支座对山区常见不等墩高中小跨径连续梁桥的隔震效果,对一座采用该类隔震支座隔震的、桥墩刚度不等的两跨连续梁桥简化模型进行了纵桥向振动台试验.采用多烈度多设防水准的人工波、Northridge地震波作为激励,分析各类地震下隔震模型的支座变形表现及结构关键位置响应的变化规律.试验结果表明该类支座的隔震效果可使主梁加速度相比台面减少达58%,且其翘曲滚动变形足以适应结构在9度E2地震作用下的墩梁相对位移,震后还可回复,无残余位移,可以用于此类山区公路桥的隔震.     

自保温榫式砌块砌体组合结构抗震性能研究

为了研究自保温榫式砌块砌体组合结构的抗震性能,通过对自保温榫式砌块砌体组合结构低周反复荷载作用下试验,获得了自保温榫式砌块砌体组合结构的水平承载能力、耗能性能、延性、刚度退化等特征.根据试验结果和相关参数分析,自保温榫式砌块组合砌体具有良好的抗震性能,试验分析结果可供自保温榫式砌块砌体组合结构的墙体设计提供参考依据.     

改善农宅砌体结构前、后纵墙侧移刚度差综合措施研究

针对农宅砌体结构前、后纵墙侧移刚度差别较大,门窗洞口导致前纵墙整体性差,过梁容易引起墙体局部破坏等特点,提出了3项改进措施:在前纵墙两边增设异形构造柱、以贯通过梁取代各个过梁、在窗口下墙体角部容易开裂的部位布置拉筋.以一典型西北农宅砌体结构为例,对比分析了4种构造措施下结构的地震反应.分析表明,增加本文提出的构造措施,能够减少前、后纵墙位移差,减小结构扭转效应;布置贯通过梁后,减少了过梁导致的墙体局部破坏;窗洞下拉筋有效的减小窗下墙体的开裂;新构造措施对结构承受的水平地震力影响不大.研究表明,提出的构造措施可以有效提高农宅砌体结构整体抗震性能.     

隔震桥梁地震响应非线性分析

使用铅芯橡胶支座（LRB）作为隔震设备，分析了一个典型3跨连续梁桥在4种地震作用下的系统响应。采用Bouc-Wen模型模拟LRB的力一变形非线性行为，使用有限单元方法建立系统刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵，使用龙格库塔法求解非线性方程。研究的重要参数包括桥墩的刚度、支座的屈服强度及屈服后周期，评价的主要依据是主梁振动加速度、桥墩支座位移、桥台支座位移及桥墩底部剪力和弯矩。结果表明：桥墩刚度对地震响应的隔震效果有很大的影响，随着桥墩刚度的减小，隔震效果降低，而LRB对桥墩刚度较大的桥梁有很好的隔震效果；LRB的屈服强度和屈服后周期均对隔震效果有一定的影响，不同的地震激励对系统的影响不同，对某种地震激励，存在一个最优的LRB屈服强度。     

采用拉索支座的桥梁振动台试验

以南昌朝阳大桥为背景,设计了半结构振动台模型试验,介绍了模型设计的过程.根据桥梁是否采用拉索支座,将模型分为拉索支座体系与摩擦支座体系两种,选取了南昌朝阳大桥场地人工波与El Centro地震波进行两种体系下模型振动台试验加载.分析了各工况下结构关键位置的响应,分析解释了拉索支座限位原理.结果表明,在地震作用下,墩梁位移响应较小时,拉索支座具备与普通摩擦支座相似的减震特性;而在墩梁位移响应较大时,拉索支座通过为主梁提供瞬时加速度,控制墩梁位移,限制其进一步增加.     

新型复合砌块砌体的抗压强度计算

针对村镇建筑节能方面的不足,提出了一种新型复合砌块砌体结构,该结构砌体以EPS混合土为内芯、轻质混凝土空心砌块为外模组合而成。本文以2种外膜强度和3种内芯强度为影响因素共制作6片该新型复合砌块砌体试件,对试件进行了抗压性能试验,研究了该砌体的抗压性能,结果表明:该砌体的受压破坏过程与普通混凝土砌块砌体的受压破坏过程相似。在上述试验研究的基础上,运用变形协调条件和静力平衡条件,推导出该砌体抗压强度计算公式,并将公式的计算值与试验值进行比较,结果表明:计算值与试验值符合较好,且偏于安全,具有一定的参考价值,可作为此新型复合砌块砌体抗压强度的理论计算式。     

不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

为研究不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能和恢复力特征,对6个1/2缩尺试件进行水平低周往复加载试验,考虑不同剪跨比对试件的破坏结果、滞回特性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能指标的影响.根据节能砌块隐形密框复合墙体的滞回特性和受力特点得到该墙体的恢复力模型.研究结果表明:当剪跨比增大时,试件的延性及耗能能力提高,刚度退化速率降低;试件滞回曲线捏拢明显且都为反S形;提出的不同剪跨比节能砌块隐形密框复合墙体恢复力计算模型与复合墙体的试验曲线有较好的吻合度.     

方钢管约束混凝土桥墩拟静力试验

为研究不同约束形式及混凝土墩身与承台间的连接构造对桥墩试件的抗震性能和各项指标的影响规律，设计1根采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件（SYP-GT4试件）、1根方钢管约束的整体现浇混凝土桥墩试件（SYZ试件）和1根方形截面的整体现浇混凝土桥墩试件（SFZ试件）。在桥墩墩帽处采用位移加载方式完成构件的拟静力试验，观察试件的破坏过程以及破坏模式，分析了桥墩的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、延性、耗能等特征参数。结果表明，3根混凝土桥墩试件的破坏形态基本一致，二者均为整体压弯破坏模式。SYZ试件与SFZ试件相比，水平峰值荷载提高了46.5%，滞回耗能能力更优，均有很好的延性性能，表明方钢管约束的整体式桥墩抗震性能优于现浇混凝土桥墩；SYP-GT4试件与SYZ试件相比，水平峰值荷载数值相接近，位移延性系数提高了24.1%，残余位移小，变形恢复能力较优，滞回曲线呈现更饱满的梭形，无明显捏缩，连接构造对强度和刚度退化的影响较小，两者抗震性能接近。     

拉索减震支座的抗震性能分析

随着桥梁减隔震技术和装置的发展,研制了适应性较强的新型拉索减震支座。此支座的原理为滑板支座的摩擦耗能效应和拉索的限位作用的结合,其力学特性由相关的实验结果模拟得出。以一座实际连续梁结构为背景,建立了不同支座布置形式的模型并进行比较,重点讨论了采用此拉索减震支座后的减震效果,分析了拉索减震支座计算模型中两个参数（拉索松弛的自由程和支座上下板之间摩擦系数）的合理选取问题。结果表明采用此支座能有效减小连续梁中固定墩墩底地震内力,墩、梁相对位移也在可控制范围内。适当增加支座的初始自由程或摩擦系数能提高支座的减震效果。     

高速铁路铅芯橡胶支座桥梁隔震研究

针对铁路桥梁减隔震设计的关键技术,给出了铅芯橡胶支座的等效线性模型及主要动力参数的计算方法,建立了高速铁路车桥系统全桥模型,计算了隔震前后高速铁路桥梁的动力响应,分析了铅芯橡胶支座（LRB）的隔震效果．分析结果表明：当支座动力参数选择适当时,采用隔震装置既可有效降低墩底弯矩剪力等动力响应,又不增加梁体位移和支座变形,起到良好的隔震耗能效果．