高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果研究

对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了试验研究.通过输入正弦波研究其力学性能,试验结果表明:新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率的等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大.然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响.同时通过速度控制型实时子结构试验精确、定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果.     

楼盖振动等效连续梁计算方法

介绍了采用等效连续梁模型模拟楼盖振动的基本原理和《多层厂房楼盖抗微振设计规范》(GB 50190—93)中频率密集区和位移系数等概念的理论基础及计算方法;对粘滞阻尼、滞变阻尼两种阻尼模式对计算结果的影响和理想铰、实际柱的支座形式对等效连续梁模型的自振特性和峰值位移的影响进行了分析。分析结果表明,采用等效连续梁模型模拟楼盖振动可简化计算,并可满足工程精度要求。     

叠层橡胶支座的动力试验

本文评述了叠层橡胶支座的模拟动剪切实验.实验的目的是检验建筑物和基础间的隔振垫座抗?地震袭击的性能.支座的频率为0.2～0.9赫芝,在剪应变大约为50%的范围内经受了1000次以上的循环,阻尼值通过单独的扭转振动实验来核定.可以断定,这种支座适用于抗震建筑的基础隔振.阻尼约为2～3%的临界阻尼,在高速和低温的条件下阻尼有所增加.必须考虑用铅或钢的阻尼元件来防止有危害的水平振动的放大.     

设置非线性黏滞阻尼耗能框架结构等效阻尼及地震作用分析

研究了设置非线性黏滞阻尼器框架结构的等效阻尼比及地震作用。构建了多自由度耗能减震框架结构振动方程,基于等效前后结构阻尼耗能总量及各阶振动正则坐标幅值不变原则,建立了耗能结构一阶振型等效阻尼比的解析计算式。在此基础上,利用傅里叶变换法,给出了高阶振型等效阻尼比计算式。最后以设置非线性黏滞阻尼器的10层钢筋混凝土框架结构为研究对象,分析对比阻尼等效前后结构正则坐标时程曲线,结果表明,阻尼等效前后正则坐标时程吻合度较高,由此研究了设置非线性黏滞阻尼器框架结构的地震作用。     

单桩非线性振动实用分析方法的研究

本文将承受强烈垂直激振作用的单桩作为非线性单自由度体系考虑,采用等效线性化方法,列出质量-阻尼-弹簧模式的非线性振动微分方程。其中包含有取决于振幅的等效线性刚度和阻尼。利用动力反应曲线的几何性质反演计算各振动参数,并且以砂坑中大尺寸模型桩的动力试验量测结果进行验证。这种实用分析方法很简便,对于桩-土系统振动参数的研究是很有效的。     

调谐液柱阻尼器的阻尼性能研究

用Bernoulli方程建立调谐液佳阻尼器（tunedliquid（＇olunllrldamper,TLCD）的运动方程,得到非线性阻尼项,并采用能量等效原则得到等效线性阻尼。通过对TLCD运动方程中的非线性阻尼项和等效线性化分别进行模拟,分析结构振动响应的影响。川-47层高层结构作为算例,结果表明考虑非线性阻尼的TLCD的减振效果略优于等价线性化的TLCD。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果分析研究

本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了实验研究。通过正弦波实验研究其力学性能,实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座对其等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响。同时通过数值分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。     

Timoshenko模型桩水平振动的非线性动力刚度

基于桩水平振动的非线性土阻抗,将桩等效为Timoshenko梁,研究非线性黏弹性土层中端承桩水平振动的动力特性,给出频率域内桩头非线性动力刚度的半解析解,得到桩头动力刚度和阻尼随频率的响应,考察物性和几何参数等对桩头动力刚度和阻尼的影响。结果表明:土非线性降低桩头刚度和阻尼,在第一共振频率处,桩头动力刚度取极小,并且随着桩振幅的增加,土层非线性效应逐步增强,这些结果可以为工程设计提供参考和帮助。     

高阻尼橡胶支座压缩-水平双向剪切作用下力学性能试验研究

隔震橡胶支座在地震中处于竖向受压、水平双向受剪的状态。为了研究高阻尼橡胶支座在三向受力状态下的力学性能,进行了高阻尼橡胶支座的压缩-水平单向剪切和压缩-水平双向剪切力学性能试验,分析了水平双向剪切作用对高阻尼橡胶支座力学性能的影响。研究表明,高阻尼橡胶支座在双向剪切作用下的滞回曲线、耗能、屈服力、屈服后刚度、水平等效刚度和等效阻尼比与单向剪切作用下的力学性能有一定的差异,但二者整体相差不大;压缩-双向剪切作用下高阻尼橡胶支座力学性能的计算可以采用支座在压缩-单向剪切作用下力学性能的计算公式。     

碟形弹簧复合隔震支座力学性能试验与数值模拟研究

为了提高普通碟形弹簧隔震支座的耗能能力,将普通碟形弹簧隔震支座与黏弹性阻尼材料相结合,形成碟形弹簧复合隔震支座。对碟形弹簧复合隔震支座进行静力和动力往复加载试验,考察加载预压量、位移幅值和加载频率对其力学性能的影响。试验结果表明,黏弹性阻尼材料能够有效提高普通碟形弹簧隔震支座的耗能能力;加载频率对其等效刚度和等效阻尼比影响较小;位移幅值和加载预压量与其等效刚度和等效阻尼比成正相关关系;黏弹性阻尼耗能及库仑阻尼耗能占碟形弹簧复合隔震支座耗能的主要部分,黏性阻尼耗能占其耗能的比重较小。利用ABAQUS软件建立碟形弹簧复合隔震支座的精细化数值模型,对其承受静力和动力荷载的力学行为进行数值模拟。数值模拟结果表明,C3D8R单元和C3D8H单元能够有效模拟碟形弹簧复合隔震支座中碟形弹簧和黏弹性阻尼材料的力学行为。     

软钢阻尼器对建筑楼层反应谱的影响

鉴于控制地震响应的软钢阻尼器可能显著改变结构系统的自振周期,结构抗震设计中有必要明确阻尼器对楼层非结构构件反应谱的影响。以已有的弹性结构楼层反应谱评估方法为基础,考虑主体结构与非结构构件周期比和主体结构黏滞阻尼比的影响,提出了黏滞阻尼减震结构的楼层反应谱预测公式。建立了非线性减震结构系统平均等价刚度和平均等价阻尼比的计算方法,基于等价线性系统提出了软钢阻尼器减震结构的楼层反应谱预测方法,并得到了楼层反应谱的性能曲线,用以描述阻尼器参数对非结构构件加速度响应的影响规律。研究结果表明:将等价线性化方法应用于软钢阻尼器减震结构能较好地进行非线性系统的楼层反应谱预测,修正的楼层反应谱预测公式可直接基于地震动弹性反应谱和减震结构等价参数估计楼层反应谱,可用于周期比为0.5～2、阻尼比为0.05～0.2的结构系统,该方法将为考虑非结构构件地震响应的减震结构优化设计提供有益参考。     

等效线性化方法在RC框架结构设计中的应用

为研究罕遇地震作用下等效线性化方法在RC框架结构设计中的应用,基于现有的结构非线性响应的等效线性化方法,通过与RC框架结构非线性时程分析结果对比,分析不同的等效线性化方法计算罕遇地震作用下结构地震响应的有效性,并确定等效线性化参数的取值;按基于等效线性化的设计方法及现行规范方法分别设计了分析算例,通过非线性动力时程分析,对比了框架结构实现预期强震破坏模式的效果。结果表明：同时考虑刚度折减和附加阻尼的割线刚度等效线性法可更好模拟结构强震非线性反应;基于等效线性化的设计方法可更好地实现结构在罕遇地震作用下的预期破坏模式。     

基础隔震结构等效线性化方法研究

比较了8种基于非退化双线性模型的等效线性化方法,评价它们的等效周期、阻尼比、对位移反应的估计精度以及估计精度对模型参数的敏感性。结果表明,各种方法的估计精度受模型参数的影响明显,结合基础隔震结构的特征,建议在其反应谱分析方法中采用JPWRI法或Hwang法。另外,本文提出割线刚度-平均阻尼法和考虑初始周期影响的修正割线刚度-平均阻尼法,从而实现在更广的模型参数范围内给出更高的估计精度。     

Equivalent linear stochastic seismic analysis of cylindrical base-isolated liquid storage tanks

Seismic performance of cylindrical liquid storage tanks base-isolated by bilinear bearings is investigated. The paper displays a stochastic parametrical study in which three design parameters, namely isolation period, yield strength and viscous damping ratio, characterizing the isolation system are taken into consideration. The earthquake excitation, modeled as a stationary random process, is characterized by a power spectral density function calculated via a compatible seismic design spectrum. The stochastic response of the base-isolated cylindrical tanks is obtained by the convolution between the frequency response function of the system and the input power spectrum. To determine effective damping and stiffness coefficients corresponding to the equivalent linear system a statistical linearization scheme was used. For the purpose of evaluating the seismic behavior under different conditions, two liquid levels (aspect ratios) and soil types (soft and stiff soil) were considered.Thus, the study demonstrates the influence of each characteristic parameter of the isolation system and soil conditions on the response of cylindrical base-isolated tanks and principally allows visualizing the seismic performance that can be achieved through the selection of those parameters under certain soil conditions. Further, it is confirmed that soft soil conditions amplify the overall response of the system specially the base and sloshing displacements, as well as the normalized base shear to a lesser extent.     

非比例滞变阻尼线性体系的反应谱CCQC法

基于比例阻尼体系建立的振型分解反应谱法应用广泛,是各国规范常用的结构地震作用效应计算方法,直接将其用于非比例阻尼体系(如设置耗能阻尼器的结构)是不合理的。为拓展规范反应谱法的适用范围,在基于复阻尼模型的滞变阻尼模型复模态叠加法基础上,该文结合虚拟激励法和平稳随机理论,推导基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC(complex complete quadratic combination)法表达式,适用于非比例阻尼混合结构的地震作用效应计算。算例分析表明：与基于分块Rayleigh阻尼模型的反应谱CCQC法相比,基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC法仅依赖于材料阻尼参数和结构刚度,计算结果唯一,不受振型组合的影响;与基于等效阻尼比的反应谱CQC法相比,基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC法可有效考虑结构的非比例特性,适用于非比例特性显著的混合结构。     

气屏刚度非线性雨幕墙的频域解法

通过对气屏非线性刚度、空气柱非线性阻尼力等的线性化,获得了气屏刚度非线性雨幕墙压力传递的频域解法,基于设计风压下具有常规尺寸及气屏刚度的该类雨幕墙的算例对频域法进行了检验,计算发现:气屏刚度线性化是引起频域求解误差的主要原因,气屏刚度越大或其非线性越弱,频域法精度越高。     

黏滞阻尼器有效刚度对结构的影响及其取值方法研究

目前,在进行消能减震结构分析时,通常忽略黏滞阻尼器的刚度,影响了结构受力与响应的准确性。为此,阐述黏滞阻尼器刚度特性及其对结构的影响,给出一种适用于时程分析的有效刚度迭代取值方法。对设置黏滞阻尼器消能减震模型、附加有效阻尼比等效模型和附加有效阻尼比与有效刚度等效模型的三组模型进行分析,研究黏滞阻尼器有效刚度对结构受力与响应的影响。结果表明:采用附加有效阻尼比与有效刚度等效模型分析得到的结构楼层剪力与层间位移角的变化趋势基本和采用消能减震模型分析的结果一致;采用附加有效阻尼比等效模型与采用消能减震模型分析的结果则相差较大;时程分析中采用提出的有效刚度迭代取值方法是可行的,建议黏滞阻尼器消能减震结构设计时考虑黏滞阻尼器有效刚度的影响。     

弹塑性结构等效线性化方法的对比研究

本文对五种等效线性化方法——割线刚度法、Hwang的经验系数法、平均刚度和能量法、Iwan的经验系数法、平均刚度和阻尼法的计算精度进行了统计分析。以误差的均值和变异系数作为评价标准,研究不同延性、不同结构周期、不同阻尼比对这些简化计算方法计算精度的影响。     

隔震结构等效线性化计算方法对比研究

通过10种等效周期及等效阻尼比计算方法、4种阻尼调整系数和5种加速度反应谱组合而成的200种等效线性化设计方法，分别对初始周期在0.6～1.5s之间、屈服位移在2～11mm之间的100个单自由度隔震模型进行位移估算，并与时程分析结果进行对比。结果表明：采用拟合中国加速度反应谱人工波计算隔震体系的延性系数较采用拟合美国、日本和欧洲加速度反应谱人工波计算结果大，具有较高的安全储备；采用拟合类似美国、日本和欧洲规范中的加速度反应谱与其对应的阻尼调整系数匹配较好，通过选择合理的等效参数计算方法进行等效线性化分析，可以获得精度较高的计算结果；现有的等效参数计算方法和阻尼调整系数方法很难使基于中国规范加速度反应谱的等效线性化分析具有较高计算精度。     

近断层地震作用下混合阻尼隔震结构的响应分析

本文以实际的地震波El-Centro波为底波,在此基础上叠加三角型脉冲运动模拟近断层地震地面的激励;以人工合成的近断层地震波作为输入,研究其对混合阻尼隔震结构的动力反应特性,绘制了上部结构最大加速度和基底最大滑移量的时程图,并讨论了混合阻尼隔震结构的摩擦系数、粘滞阻尼比及滞回阻尼等参数对隔震结构产生的重要影响.研究表明:在混合阻尼隔震结构中,摩擦系数存在一个较优值,粘滞阻尼比对脉冲能量较大的B、C类波的控制有较显著的效果,但对原始波及A类波控制效果不明显,滞回阻尼对隔震结构Smax和amax均有一定影响,通过分析给出了该参数的合理取值.