非隔震结构嵌固位置对基础隔震结构水平向减震系数的影响

对比分析了非隔震结构直接嵌固,及设置与隔震结构隔震层高度相同的框架柱两种做法对水平向减震系数计算结果的影响;同时探讨了随隔震层高度及结构层数变化、水平向减震系数的变化规律。结果表明:与直接将非隔震结构嵌固在基础的做法相比,采用在上部结构下设置框架柱的做法得到的水平向减震系数均偏大,按此做法得到的减震系数结果设计上部结构将偏于安全。随隔震层高度的增加,此做法所得减震系数结果小幅增大。随结构层数的增加,两种做法所得水平向减震系数逐渐接近于相等。在隔震设计时,对于中低层建筑,建议采用下设同高框架柱的方法;对于高层建筑,两种方法均可采用,该结果可供相关设计和研究人员进行隔震设计时参考使用。     

基于刚度比的基础隔震结构减震系数

水平向减震系数是隔震设计的重要指标. 将上部结构与隔震层刚度之比作为基本变量,通过双自由度等效模型对减震系数的影响因素进行了理论研究. 通过振型分析计算了上部结构的等效转换系数,推导了刚度比形式的内力和减震系数表达式,分析了减震系数的影响因素,计算了隔震结构满足减震系数要求所需的刚度比限值. 发现减震系数曲线存在不变量即基准曲线,提出基准点概念. 结果表明,刚度比和隔震层阻尼比是减震系数的决定因素,减震系数随刚度比或隔震层阻尼比增大而减小;当刚度比大于4.5或8时,减震系数分别低于0.5或0.4;与5个工程实例对比,减震系数表达式准确性较好. 成果整理成表格可供查阅.     

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.     

填充墙布置方式对弹塑性钢筋混凝土框架隔震结构性能及隔震设计方法的影响

目前钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架隔震体系在设计分析过程中均将填充墙作为非结构构件,未充分考虑填充墙不同布置方式对隔震体系和隔震设计的影响规律。以8层RC框架填充墙隔震体系为研究对象,考虑填充墙平、立面不同分布的10种模型,建立RC框架隔震结构非线性分析有限元模型,探讨填充墙对RC框架隔震体系性能及相应隔震设计方法的影响。结果表明:填充墙的不同布置方式对结构前3阶影响较小,对高阶振型影响显著;现有不考虑填充墙影响的纯框架隔震设计方法得到的减震系数偏小,夸大了减震效果,进行上部结构设计会导致其偏于不安全;填充墙竖向不均匀的隔震结构,在未布置填充墙的楼层会发生刚度突变,尤其是靠近隔震层的下部楼层地震反应突变尤为明显,在强震作用下容易发生破坏;填充墙水平不均匀的隔震结构,X或Y向未布置填充墙时变形突变较明显。因此,建议在隔震设计时要充分考虑填充墙的布置,隔震层以上1～3层尽量布置填充墙,避免出现底部薄弱层而对整个隔震体系安全性产生影响。     

大高宽比隔震结构隔震层参数确定及地震反应简化计算

根据超高层隔震结构等大高宽比隔震结构体系地震反应分析的单质点、双质点和三质点剪切型简化计算模型,对大高宽比隔震结构隔震层特性参数进行了研究,得出了隔震层水平刚度、最大设计位移和隔震支座压应力与界限荷载、压应力的关系.采用振型分解反应谱法,通过对地震反应分析预测简化计算方法的研究,提出大高宽比隔震结构的层间剪切力、层间变形以及层间最大位移反应等预测计算方法,以及多质点体系隔震层和上部结构的加速度反应分布计算理论式等.     

高层隔震和非隔震结构振动台试验对比

通过高层隔震和非隔震结构的模型振动台对比试验,研究高层隔震结构的地震反应特性、隔震效果以及减震机制。结果表明:高层隔震结构的楼层加速度、层间位移反应比非隔震结构明显降低,隔震效果明显;在高宽比为4的情况下,试验隔震支座未进入受拉状态;高阶振型对非隔震结构的影响程度远大于隔震结构的情况,隔震降低了结构基本振型反应的同时有效抑制了高层结构高阶振型的反应,这成为长周期高层隔震结构仍然能够取得较好隔震效果的主要原因。     

隔震结构设计与分析方法探讨

结合现行《建筑抗震设计规范》（B50011-2001)和《叠层橡胶支座隔震技术规程》(CECS126：2001),结合工程实例,对隔震结构设计分析方法进行了讨论．文中建议了明确的隔震设计目标;从隔震角度提出了水平向减震系数公式;同时对水平向减震系数对应的减震效果连续化;最后从耗能角度考虑,明确地提出了初期选择隔震层等效阻尼比的实用方法．     

大高宽比隔震结构地震反应预测理论

针对大高宽比隔震结构体系,提出了两质点系剪切型简化计算模型、高宽比影响系数的概念和计算式．基于剪切型简化计算模型和高宽比影响系数,建立了大高宽比隔震结构最大加速度反应、隔震层位移反应、上部结构层间剪力等地震反应预测理论．对一栋高宽比为5.01的隔震结构进行了地震反应预测,结果表明本文提出的地震反应预测理论具有较高的计算精度．     

低位层间隔震技术在某框架结构的应用研究

对7度抗震设防的某七层框架结构,采用底层柱顶隔震技术进行设计与分析,包括减震方案和底层结构形式的确定,有限元分析和隔震设计,构造设计以及工程经济性.结果表明:在多遇地震作用下,上部结构水平向减震系数为0.34,底层层间剪力减震效果同样明显;在罕遇地震作用下,上部结构基本处于弹性,底层位移角为1/1 682,隔震层有足够的稳定性和安全性,表明隔震设计提高了结构安全性;设计的底层柱和拉梁截面尺寸较大,但不影响底层的使用功能;工程造价有小幅提高,但综合效益好.     

考虑偶然偏心的消能减震优化设计

基于偶然偏心增大结构的地震反应而影响减震结构消能部件的耗能效果,提出一种黏性液体阻尼器与防屈曲支撑混合减震策略:将阻尼器安装在底部隔震层消耗地震能量,防屈曲支撑安装在隔震层以上房屋四角,以便小震时提高结构抗扭刚度,减小偶然偏心的影响,大震时消耗地震能量。选择2栋长宽比分别为1.00和2.33的10层框架结构,采用ETABS与PERFORM-3D分别进行弹性与弹塑性时程分析。研究结果表明:偶然偏心对减震结构消能能力的影响不容忽视;当隔震层阻尼器适量时,增大防屈曲支撑抗侧刚度,消能减震效果显著改善;该减震策略所需消能部件较少,可确保建筑空间的利用效率,是一种具有实用价值的消能减震优化设计方法。     

RC柱对串联隔震体系水平刚度影响研究

为了研究RC柱对串联隔震体系水平刚度的影响,文章以串联隔震体系及其构件的水平刚度方程为基础,基于假定提出了串联隔震体系刚度的简化方程;以橡胶支座基本设计荷载和常用参数为依据,主要分析了RC柱的轴压比和高宽比对构件自身及整体水平刚度的影响;并与三组串联隔震体系的有限元分析数据进行对比,结果表明了公式的正确性和适用性。     

关于基础隔震结构中隔震影响系数的研究

推导了隔震影响系数的表达式,同时对3个不同的算例进行计算分析,对竖向荷载作用下基础隔震 结构内力计算中的隔震影响系数表达式进行了验证．结果表明:对于对称结构和等跨结构形式,隔震影响 系数具有较好的适用性．该隔震影响系数与《建筑抗震设计规范》中的水平向减震系数结合起来,使水平地震 作用和竖向荷载作用下的隔震结构的设计思路得以统一,从而将隔震结构的设计转化为非隔震结构的设计．     

大底盘多塔楼结构的隔震减震策略研究

基于大底盘多塔楼的集中质量模型,考虑了基础隔震和层间隔震体系隔震机理的差异,推导了大底盘多塔楼层间隔震结构计算简化模型的运动方程,并对某实际工程进行了参数分析和计算仿真.结果表明:大底盘多塔楼层间隔震结构其隔震层参数对隔震效果影响显著,当隔震层刚度减小时,有利于上部结构剪力控制,但可能增加大平台层间剪力;增大隔震层阻尼对下部结构有较好的减震效果,而对于上部塔楼则存在阻尼最优值.针对大底盘多塔楼结构提出3种隔震减震策略,文章采用5条地震波对某实际工程结构进行了3个方案计算仿真分析,并比较了3种隔震方案的减震效果.     

结构名义刚重比对隔震效果影响的试验研究

为判断结构是否能采用隔震结构,在试验的基础上,结合理论与设计经验,提出了一种新的科学指标,即结构名义刚重比λ,并为了简化计算,给出了一种合理的上部结构名义抗侧刚度代替实际抗侧刚度。试验对象为一个采用钢筋沥青隔震墩为隔震层的框架结构,通过改变结构的名义刚重比,对多种工况下的框架模型进行振动台激振试验,得到结构在不同名义刚重比下的减震效果,同时计算机模拟了不同于试验类型的结构在不同名义刚重比下的减震效果。将试验和计算机模拟的结果进行汇总比较,发现名义刚重比对不同类型的结构的减震效果都有明显的影响,即随着名义刚重比λ的增加,减震系数明显减小,表明名义刚重比在判断结构是否采用隔震结构上的科学性。在名义刚重比大于0.5时,宜采用隔震结构。     

某近断层高层建筑采用隔震技术的相关问题研究

以一紧邻断裂带高层建筑为例,进行高层建筑基础隔震技术运用相关问题,特别是竖向地震问题的分析研究.采用连接单元和缝单元并联模拟隔震支座,分析水平地震动作用下结构减震系数和隔震层位移;对比竖向地震动作用下规范规定计算方法、振型分解反应谱法和时程分析法计算所得结构内力.结果表明:结构水平向减震效果良好,隔震层位移控制和支座拉压承载力满足要求,反应谱法和时程分析法计算结果更为合理.     

不同高宽比基础隔震结构振动台试验分析

为了观察不同高宽比隔震效果的变化规律,建立4组框架结构模型,高宽比分别为1.0,2.0,3.0,4.0,分别输入不同加速度峰值的地震波,在砂-橡胶粒隔震垫层上进行振动台试验。试验结果表明:随高宽比比值的增大,隔震结构加速度响应随之增大,隔震效果呈降低的趋势;当地震波的加速度峰值较小时,砂-橡胶粒垫层的耗能减震能力不够明显,随着地震作用的增强,其隔震效果明显改善。本次试验反映了高宽比因素对结构隔震效应的影响;同时证明了在大震激励下,砂-橡胶粒垫层具有较好的耗能减震能力,为下一步在工程上的应用提供了试验依据。     

近断层激励下子结构组合隔震的巨-子结构试验

为解决受限于隔震支座的抗拉能力和结构高宽比限值、隔震技术很少应用在超高层建筑的问题,在新型巨-子结构体系的子结构底部设置由铅芯橡胶隔震支座和弹性滑移支座组成的组合隔震层,设计制作了一个有3个巨型结构层的巨-子结构模型,对其进行了近断层地震动及远场地震动作用下的振动台试验,研究了组合隔震层对主结构和子结构振动的减震效果和近场地震对其影响.研究结果表明,子结构底部设置组合隔震层,对主结构来说相当于调谐质量阻尼器,其对主结构的地震响应具有较好的调谐减震作用;对子结构来说相当于基底隔震,其对子结构的地震响应具有显著的隔震效果.由于脉冲效应,近断层地震动作用下主结构和子结构的地震响应都要大于相同场地的远场地震动.     

隔震技术在钢结构跃层加层中的应用分析

本文主要通过对隔震支座的力学模型、有限元模型、多遇地震和罕遇地震作用下结构响应，隔震层刚度和隔震层阻尼对减震效果的影响等几方面的分析，研究了隔震技术在钢结构跃层加层中的应用。     

隔震体系基于双质点模型的参数分析比较

借助简化的竖向串联双自由度体系统一地描述了顶部隔震(TMD系统)、基础隔震、层间隔震三种减震控制方式力学特点,揭示了三者的减震机理.以上、下部分的质量比、频率比和阻尼比等参数,计算了复频响应函数模值的变化曲线,分析了这些动力学参数对隔震系统减震效果的影响.研究分析表明:根据质量比值不同可以区分三种隔震方式;顶部隔震结构频率比最佳为0.8～1.2,隔震系统的阻尼比越大减震效果越好;基础隔震结构的频率比最佳为1.2～2.0,隔震系统的最佳阻尼比为0.1～0.3;层间隔震质量比越大,隔震效果越好,最佳频率比为0.2～0.6.     

建筑结构抗震分析

将结构物简化为多质点体系,考虑隔震支座的水平刚度、垂直刚度和转动刚度,按反应谱方法进行了高层剪力墙结构和砖结构抗震计算,结果表明,隔震结构可以大幅度地降低地震作用。另外,利用结构自身的顶部作为TMD质量块,并用叠层橡胶支座和摩擦阻尼器设置在建筑物中上部的楼层之间,利用隔震层上部的质量和隔震层部件组成TMD减震系统来控制地震反应。