建筑隔震结构研究进展与分析

基础隔震技术在减震控制效果、防灾减灾以及社会经济效益等方面具有显著优势, 近几十年在建筑结构与桥梁工程领域中取得了成功应用。该文全面综述了国内外学者针对建筑基础隔震技术方面取得的研究成果以及工程应用研究现状, 总结了目前建筑基础隔震技术研究方面存在的不足, 为建筑基础隔震技术进一步的研究工作的制定提供参考, 同时通过对隔震技术在高层建筑领域中取得的进展及存在问题的阐述, 讨论了我国高层建筑结构隔震技术研究的下一步发展方向, 对隔震技术在我国高层建筑结构领域中的应用起到一定的促进作用。     

高层基础隔震建筑非平稳随机响应改进算法

利用虚拟激励法和等效线性化技术,计算了基础隔震高层建筑的非平稳随机响应。研究了高阶振型对高层隔震建筑响应的影响,提出了针对基础隔震结构随机响应分析的改进算法。计算中假定隔震建筑上部结构在大震作用下依然保持弹性状态,塑性变形集中在隔震层处,隔震层的恢复力-位移本构关系采用Bouc-Wen模型来描述。上部结构只需要提取前若干阶振型参与动力计算,剩余的高阶振型对结构响应的贡献按照静力校正技术求得。研究表明,改进的计算方法在没有显著增加计算量的同时,通过近似考虑高阶振型的影响,有效地提高了计算的精度。     

三维地震下层间隔震高层建筑结构地震响应研究

实际地震具有多维特性,只考虑水平地震作用往往不够真实全面。基于此,建立某高层框架-核心筒层间隔震结构模型,在8 度罕遇地震下,输入一维、二维、三维地震,对设置传统水平隔震支座的层间隔震高层建筑结构,进行动力弹塑性时程分析。三维地震激励下,层间隔震高层建筑结构地震响应增大,采用传统水平隔震支座容易出现拉应力超限问题。针对边缘隔震支座出现的拉应力超限问题,设置三维隔震支座结构,并与传统水平隔震支座结构进行分析对比。结果表明：采用三维隔震支座后,解决了拉应力超限问题;结构的层间位移、基底剪力、楼层加速度均明显减少且结构核心筒损伤程度减轻,并且对竖向地震力也具有良好的控制效果,说明三维隔震支座隔减震性能优于传统水平隔震支座。     

框架结构隔震性能对比试验研究

基础隔震和层间隔震技术是结构抗震的一种新途径和新方法，本文桉相关似关系设计制作了三个结构完全一样的钢筋混凝土三层框架模型，分别采用基础隔震，层间隔震和基础固定三种形式，在模拟地震振动台上同时进行抗震试验，试验结果表明基础隔震可以大大延长结构基本周期，减小结构加速度反应５０％以上，结构层间位移反应很小；层间隔震结构中，层间隔震层的反应放大，从而减小了以下各层的反应。     

加强建筑中隔震减震技术的完善保证城市建筑群的安全

大庆地区近年来，每年开发楼群较多，其中高层建筑不断增加，按防震减灾法的规定，超过十五层的建筑楼群，必须设有安评报告，尤其大庆市绝大部分楼房建在湖泊边．本文概述了建筑基础隔震原理，分类以及发展趋势和建筑减震的技术原理，并从摩擦器阻尼器，软钢合金阻尼器，铅阻尼器，粘弹性阻尼器，油阻尾尼器等类别对减震技术进行论述。     

基础滑移隔震房屋结构设计与工程应用的理论研究

本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析，利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究，提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型，编制了隔震结构的分析程序，提出了基础滑移隔震房屋结构设计的构造措施和减震效果试推检验方法。实际工程算例表明，滑移隔震结构较基础固定结构有较好的抗震性能，在设计中可降低设计烈度二度进行隔震设计。     

高层隔震模型结构双向地震反应的数值计算与试验

为研究高层建筑采用铅芯橡胶垫进行隔震后的结构减震效果,对一两向不同高宽比1:16小比例尺隔震结构模型,进行了双向不同地震波输入下的地震反应数值计算和振动台试验分析。对模型上部结构加速度和隔震支座位移反应的分析表明,隔震技术对高层建筑同样有较好的减震效果;数值计算结果与振动台试验结果的对比分析表明,两者具有较好的一致性,数值计算较好地模拟了振动台试验;两组数据的相近证明了数值计算结果和振动台试验过程进行的正确性。     

可液化地基上桩基基础小高宽比隔震结构体系振动特性试验研究

为研究地基液化对小高宽比隔震结构体系振动特性的影响，通过振动台模型试验再现了桩基基础小高宽比隔震结构体系在液化场地上的地震反应过程，分析了地基液化过程中基础及隔震层振动特性和隔震结构地震响应规律。结果表明：地基液化后小高宽比隔震结构的一阶自振频率较刚性地基时大幅增加，阻尼比较刚性地基时也明显增加；液化地基上隔震层对群桩基础水平向加速度反应起明显的放大作用，隔震效能消失，但隔震层对桩基承台转动角加速度反应起显著的减震作用；液化地基上小高宽比隔震结构楼层加速度峰值放大系数的分布规律与非液化地基上隔震结构相比也具有明显差异，呈现出弯曲放大的特点，隔震结构顶层加速度峰值放大系数增大尤为明显；液化地基上小高宽比隔震结构的最大层间位移反应远超刚性地基上隔震结构在强震作用下的最大层间位移反应，可能导致基于刚性地基假定设计的隔震结构在地基液化时不满足抗震设计要求。     

隔震层(偏心)对基础滑移隔震结构平-扭耦联地震反应的影响

对多层基础滑移隔震结构进行了水平双向地震作用下的平-扭耦联地震反应分析,研究了隔震层偏心和隔震层抗扭刚度对结构地震反应的影响,分析表明,隔震层刚度偏心比隔震层质量偏心对基础滑移隔震结构地震反应的影响较大;隔震层的抗扭刚度对隔震支座位移有一定程度的影响,增大隔震层的抗扭刚度可减小隔震支座的位移;当隔震层中隔震支座均匀对称布置时,基础隔震偏心结构的地震反应可以得到较好的控制。     

结构基础隔震设计计算中应注意的问题

介绍了建筑结构基础隔震计算，分析了结构基础隔震设计计算中所应该考虑到的一些细节因素和问题，介绍了具体隔震计算中应如何考虑这些问题。     

基础隔震结构设计反应谱

基础隔震结构具有基本周期长，隔震层变形大，临界阻尼大的特点，规范反应谱没有给出该类结构的设计方法，为了简化基础隔震结构设计方法，便于工程的推广和应用，本文针对基础隔震结构长周期，大阻尼的特点，计算拟合了结构设计加速度反应谱和位移反应谱和位移反应谱，并给出了反应谱计算公式。     

基础隔震建筑非线性动力响应的时程计算方法

应用随机振动等价线性化法和Benc—Wen光滑模型拟合基础隔震系统中隔震层的滞回特性，采用Wilson-θ法和线性加速度法直接积分，对基础隔震建筑物的非线性地震动力时程响应进行了研究，并通过算例计算表明，两种方法拟合效果理想，值得推广。     

高层基础隔震结构高宽比限值分析

研究了橡胶支座高层基础隔震结构高宽比限值。为考虑高阶振型对结构高宽比限值的影响，采用3质点模型推导了高层隔震结构高宽比限值的显式，给出各种建筑类别、设防烈度、场地条件和结构阻尼比的高宽比限值，并按简便、安全的原则对各种工况下的高宽比限值进行了归并，与采用单质点的计算结果对比后发现相差不大，说明高阶振型对高层基础隔震结构高宽比限值的影响不大。本文还进一步讨论了当隔震周期不等于临界周期时高宽比限值的变化情况，发现当隔震周期小于临界周期时高宽比限值的降低并不明显，当隔震周期大于临界周期时高宽比限值的降低比较明显。     

超长复杂基础隔震结构静动力特性温度相关性研究

环境温度变化会引起超长基础隔震结构响应与动力特性发生改变。基于某超长复杂基础隔震结构健康监测系统实测的隔震层温度、隔震支座水平位移及上部结构加速度响应数据,分析了环境温度对隔震支座水平位移及结构动力特性的影响规律。首先,从理论上分析了温度对隔震支座水平位移的影响机理,并对隔震层温度与隔震支座水平位移进行了相关性分析。同时,对环境温度对基础隔震结构动力特性的影响机理进行了理论分析,并结合隔震支座温度相关性试验结果,对结构动力特性与环境温度的相关性分析结果进行了验证。结果表明,环境温度与隔震支座水平位移具有较强相关性;环境温度与隔震结构动力特性的相关性分析结果与隔震支座温度相关性试验所得到的结果具有较好的一致性;最后,通过参数回归分析,给出了超长复杂基础隔震结构隔震支座水平位移、模态频率的温度相关性模型,并给出了温度对超长复杂基础隔震结构模态频率的影响系数曲线,为准确、合理评估隔震结构的性能状态提供依据。     

考虑相邻建筑物碰撞的基础隔震结构的地震反应分析

基础隔震结构在强震作用下,隔震支座水平位移过大可能导致相邻建筑物发生碰撞。本文应用接触单元法的非线性Hertz-damp碰撞模型,推导了隔震结构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非隔震结构的影响,并进行了参数分析。研究表明：碰撞对基础隔震结构的加速度反应有明显的放大效应,但隔震装置对上部结构仍然有一定的保护作用。     

单轴偏心的基础隔震结构地震响应分析

本文分析了单轴偏心的基础隔震结构在二维水平地震动输入下的地震响应。计算了反应比R与偏心率ex/L和ωθ/ωx以及入射角α的关系。由结果可知，对存在扭转变形的结构而言，基础隔震的效率随着结构偏心率ex/L的增大而降低；随着ωb/ωx的增加，基础隔震的影响降低；对同一结构，地震动入射角对反应比的影响效果并不明显。     

8度区异形柱框架结构基础隔震研究

对抗震设防烈度8度(0.2g)、预期隔震目标降低一度的基础隔震异形柱框架结构的隔震性能展开研究。对比了异形柱框架结构和矩形柱框架结构的隔震设计,并对满足隔震设计目标的基础隔震异形柱框架结构开展振动台试验。结果表明异形柱框架结构抗侧移刚度的优势使其在隔震设计阶段能获得比同条件的等截面面积矩形柱框架更小的水平向减震系数;且基础隔震异形柱框架结构振动台试验的加速度和位移响应得到明显降低,实现了小震不坏,大震不倒的设防目标。验证了基础隔震是提升异形柱框架结构抗震性能的有效措施之一,但隔震设计应充分考虑上部结构的抗震性能劣势,适当限制其塑性性能的发展程度。总的来说,引入基础隔震技术能提升8度(0.2 g)区异形柱框架结构的抗震性能,其在高烈度地区具有良好的推广应用前景。     

地震中房屋基础隔震对室内浮放设备的防护作用

本文研究了叠层橡胶基础隔震在强震中对室内浮放设备的保护作用。将浮放设备简化为刚性块体,并把放置设备的基础视为刚性的。以华中理工大学土木工程系在振动台上建造的叠层橡胶基础隔震单层钢筋混凝土框架结构房屋模型为计算实例,振动台输入谐波,非隔震与隔震两种情况下块体的响应对比表明,强震中基础隔震对室内浮放设备具有良好的防护作用。     

软夹层地基上多层隔震结构模型振动台试验研究

基于软夹层地基和刚性地基上多层隔震结构体系地震反应的振动台模型试验,研究软夹层地基上隔震结构体系的动力特性、地基地震反应特性、上部结构加速度反应特征,分析基础与隔震层的转动效应及其对隔震效果的影响。试验结果表明:软夹层地基对地震动输入起明显的削弱作用;软夹层地基上SSI效应对隔震结构动力特性影响较大,SSI效应降低了隔震结构体系的一阶自振频率,显著增大了体系的阻尼比;软夹层地基上SSI效应使隔震结构基础及隔震层产生转动反应,隔震层对基础转动角加速度反应有一定的放大作用,与输入地震动的特性有关;软夹层地基上SSI效应可增大也可能减小隔震结构上部结构的地震反应,隔震效果与隔震层转动效应的强弱密切相关,隔震层转动效应显著时,隔震结构楼层加速度峰值放大系数增大,隔震效果降低,而隔震层转动效应减弱时,楼层加速度峰值放大系数与刚性地基时相似,隔震效果较好。     

组合支座基础隔震砌体房屋设计探讨

本文探索了橡胶滑板支座与普通橡胶支座组合的基础隔震方法，并结合具体工程，进行了基础隔震与基础固定结构对比分析，提出了具体的设计思路。