地震作用下橡胶减振装置对相邻建筑碰撞响应影响分析

地震作用下,相邻建筑由于间距不足经常发生碰撞。在相邻建筑间添加聚合物(如橡胶)减振装置(SAD)可以有效减小地震作用下结构的碰撞力。文中对聚合物SAD减轻相邻结构碰撞效应进行了重点分析。为研究有无SAD下相邻结构的减轻碰撞的效果,使用了不同类型的碰撞力模型来模拟并计算地震作用下相邻框架结构的碰撞响应。结果表明,SAD可以减小结构碰撞力的峰值,但同时也增加了碰撞的次数。SAD材料的不同,对碰撞响应的影响效果也不同,有时可能会产生相反的效果。     

相邻结构碰撞研究进展

地震引起的相邻结构碰撞会导致结构局部破坏或倒塌,造成人员伤亡和财产损失。文章将相邻结构碰撞模型分为经典碰撞模型、接触单元法碰撞力模型和有限元碰撞模型,并对研究现状分别进行介绍,梳理相邻结构设计参数对结构碰撞响应的影响,归纳最小防震缝宽度对相邻结构的影响及缝宽的计算方法,总结相邻结构防止碰撞的研究,分析相邻结构碰撞研究中存在的问题,提出今后应研究的方向。     

滑移隔震结构与相邻建筑物的碰撞分析

采用非线性Hertz-damp碰撞模型,推导了滑移隔震结构(P-F和R-FBI)考虑相邻建筑物碰撞的动力方程,研究了碰撞对隔震结构和相邻建筑物的影响,并进行参数分析。分析结果表明:碰撞对基础滑移隔震结构的地震响应有明显的放大效应,在一定范围内,防震缝宽度、摩擦系数以及碰撞刚度对结构的碰撞反应有着显著的影响。     

相邻RC框架结构地震碰撞过程模拟与初步分析

相邻建筑物碰撞是指地震作用下其间距无法满足相对位移要求时造成的侧向撞击,常常导致或加剧结构破坏。选取Hertz-damp接触单元模型,推导了考虑碰撞的结构动力方程,模拟了相邻钢筋混凝土（RC）框架结构地震碰撞过程。分析碰撞过程,并利用梁柱单元破坏指数的变化解释了相邻RC框架结构地震碰撞破坏机理,指出地震碰撞破坏作用不完全随防震缝宽度的增加而降低。     

相邻隔震建筑风致振动碰撞分析

隔震建筑水平刚度较小,强风作用下可能产生较大水平位移导致相邻隔震建筑发生碰撞。采用小波重构方法模拟了相邻隔震建筑楼层处风速时程,推导了相邻隔震建筑风致振动碰撞动力方程,分析了其风致振动碰撞响应,研究了其影响参数及规律,并与相邻非隔震建筑进行对比。结果表明:平均风和隔震层的存在会显著加剧相邻建筑风致振动碰撞响应,结构周期比、初始变形缝宽及基本风速等对相邻隔震建筑风致振动碰撞响应有显著影响。     

考虑碰撞效应的相邻框架结构地震易损性分析

针对间距不足和高度不等的相邻钢筋混凝土框架结构,设置考虑碰撞刚度和阻尼非线性的碰撞单元,通过对三维非线性有限元模型的时程分析研究地震碰撞效应,并开展增量动力分析,分别以所有层和碰撞层最大层间位移角为工程需求参数,提出考虑碰撞效应的地震易损性分析方法。以6层和4层、6层和5层、6层和3层相邻钢筋混凝土框架结构为例,对比分析不同周期比下考虑与不考虑碰撞效应的相邻结构地震易损性曲线。结果表明：对于6层和4层相邻结构,考虑碰撞效应后,6层结构所有层的最大层间位移角对应的失效概率略有减小,4层结构的反之,而较低结构的碰撞层及较高结构的碰撞层以上层的最大层间位移角对应的失效概率明显增大,即碰撞效应对结构整体响应影响不明显,而对局部响应影响显著;6层和5层、6层和3层相邻结构地震易损性曲线具有类似规律,且相邻结构自振周期越接近,碰撞对结构地震易损性影响越小。     

相邻建筑结构碰撞问题的探讨

由于相邻建筑之间防震缝宽度过小而引起的结构碰撞是导致地震时建筑物严重破坏和倒塌的主要原因之一 ,它为国际地震防灾减灾工程的主要研究课题之一。介绍结构碰撞的主要破坏类型、国外的主要研究方向和成果 ,提出了减小相邻建筑结构碰撞影响的有关设计建议 ,以供工程技术人员参考     

相邻结构碰撞研究综述

主要介绍了结构碰撞的类型、实验和理论上的主要研究成果,并给出了避免和减轻结构碰撞的措施和建议及相邻建筑碰撞灾害评估方法,对结构碰撞研究具有重要的指导意义和应用价值。     

地震作用下相邻建筑结构的最大相对位移

为确定合理的防震缝宽度,对地震作用下相邻结构的最大相对位移进行研究。定义最大相对位移系数,并选取对应于硬土、中硬土、软土场地条件下的实际地震动记录各100条,讨论相邻结构周期比、高度比、位移延性系数比以及场地条件对最大相对位移系数的影响作用。通过研究发现,最大相对位移系数受相邻结构的周期比、高度比、位移延性系数比的影响较为显著;不同场地条件下最大相对位移系数差别不大,可近似忽略场地条件对最大相对位移系数的影响作用。为便于工程应用,拟合了相邻结构最大相对位移系数计算公式,利用该计算公式,可求得地震作用下相邻结构的最大相对位移,并为抗震设计中确定相邻结构的防震缝宽度提供理论依据。     

粘滞阻尼器连接的相邻隔震与非隔震建筑地震反应分析

针对隔震结构在地震作用下隔震层位移较大,可能会与相邻非隔震结构之间产生碰撞问题进行了分析,采用简化模型对隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器的减震控制的工作机理进行了研究。建立了隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器减震控制的数值仿真分析模型,研究了粘滞阻尼器的阻尼系数、布置位置以及隔震结构隔震层刚度对结构顶点位移的影响。结果表明:随着阻尼器阻尼系数和隔震结构隔震层刚度的增加,隔震结构顶层位移也随之增大,阻尼器布置位置越靠近隔震层,相邻非隔震结构顶层位移控制效果越明显。     

非规则梁桥伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响

针对非规则梁桥在地震作用下伸缩缝处的碰撞现象,在建立考虑双边碰撞效应的简化动力分析模型的基础上,采用非线性地震反应时程分析方法,研究了纵向地震作用下非规则梁桥伸缩缝处的碰撞效应,并分析比较了双边碰撞与单边碰撞对桥梁结构位移的影响,研究结果对同类型的非规则梁桥的抗震设计具有一定的参考价值。     

地震作用下相邻建筑结构碰撞反应分析

地震作用下,相邻建筑结构由于不同动力特性的差异,并且没有足够的间距,容易遭受碰撞破坏。相邻结构间的碰撞作用是导致结构破坏甚至倒塌的重要原因之一。将相邻结构简化为多自由度楼层处碰撞模型,采用简化的Hertz-Damp模型,以相邻15层与8层钢筋混凝土框架结构为例,研究结构在地震作用下的碰撞反应,分析两相邻结构间不设置防震缝及按规范设置防震缝时,在不同加速度峰值情况下,碰撞作用对结构层间位移角和层间剪力的影响。研究表明,碰撞作用显著放大较高结构碰撞层及以上楼层的层间位移角和剪力,对较低结构具有总体抑制作用,但对顶层可能会产生不利影响;按规范设置防震缝时,7度设防结构在遭受7度罕遇地震时无碰撞发生,但遭遇8度和9度罕遇地震时发生碰撞,碰撞作用对结构反映的抑制作用比结构间无防震缝时明显降低。     

相邻建筑基坑支护设计与实践

介绍了场地工程地质条件，结合工程实例，就相邻建筑基坑的支护设计及应用作了阐述，提出了相邻建筑基坑支护的特点及设计中应注意的问题。     

关于建筑抗震设计最小地震剪力系数的讨论

介绍了GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》关于楼层最小地震剪力系数规定的编写背景,及其与其他国家规范的相关规定的区别。论述了结构的最小地震剪力系数（剪重比）与设防烈度、场地特征周期、结构周期、振型、阻尼比等参数的关系。列举了位于不同地区（沿海和内地）、不同高度的超高层建筑设计,说明由于地震作用和风荷载不同,计算的楼层地震剪力系数、层间位移及墙、柱等构件轴压比也会不同。结构对地震作用与风荷载的反应不同,设计应区别对待。只要设计合理,大多数结构的最小地震剪力系数可以满足规范要求。对一幢超高层建筑结构进行全面剖析,综合比较,论证了各类参数之间的关系,证明我国规范关于楼层最小地震剪力系数的规定不但是必要的,也是合理可行的。     

无桥台伸缩缝多联桥跨结构地震碰撞响应研究

针对地震作用下多联长桥结构中伸缩缝处的碰撞破坏,提出一种取消桥台伸缩缝保留两联间桥墩伸缩缝的新型多联桥跨结构。用Kelvin接触单元模拟桥台伸缩缝和桥墩两联间伸缩缝在地震作用下的碰撞效应,构建包括墩柱、主梁、支座和伸缩缝在内的全桥空间动力分析模型。依托某市立交体系中一座独立多联长曲线匝道桥梁工程,建立4个计算模型;分别输入2组地震波的单维和多维8种地震动工况;利用非线性时程分析法,研究各计算模型在多种地震输入工况下桥台伸缩缝和桥墩两联间伸缩缝的碰撞响应差异。结果表明:无桥台伸缩缝多联桥跨结构可以有效消除或减小地震荷载作用下桥跨结构中伸缩缝处的碰撞破坏,是一种十分有利的抗震结构形式。     

解决已有建筑物地震时碰撞问题的几点讨论

五、六十年代建成的大型公共建筑,不少都由变形缝分成各自独立的区段,但缝宽均不能满足现行抗震规范对防震缝最小宽度的要求,地震时相邻区段可能互撞导致严重破坏甚至倒塌。本文通过几个具体实例,对这些建筑物地震时碰撞问题进行探讨,提出一些具体的措施,供建筑工程技术人员参考。     

Optimal design and seismic performance of Multi‐Tuned Mass Damper Inerter (MTMDI) applied to adjacent high‐rise buildings

The tuned mass damper inerter (TMDI) is an enhanced variant of the tuned mass damper (TMD) that benefits from the mass‐amplification effect of the inerter. Here, a multi‐TMDI (MTMDI) system (comprising more than one TMDI) linking two adjacent high‐rise buildings is presented as an unconventional seismic protection strategy. The relative acceleration response of the adjacent structures triggers large reaction forces of the inerter devices in the MTMDI, which in turn efficiently improve the seismic performance of the two buildings. By addressing a real project of two adjacent high‐rise buildings connected by two corridors equipped with the proposed MTMDI system, the displacement‐, interstory drift‐, and acceleration‐based parametric optimizations are separately performed by employing Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA‐II) under 44 ground motions from the FEMA P695 far‐field record set. It is found that the frequency content of the seismic input has strong impact on the MTMDI mitigation performance. Adopting realistic mass ratio constraints, the optimally designed MTMDI outperforms both conventional MTMD and single TMDI in acceleration control, while it is not much effective in mitigating the displacement response due to the highly flexible nature of the high‐rise buildings, in contrast to other literature studies generally focused on low‐to‐medium rise buildings.