某学院楼减隔震方案比选与设计北大核心CSCD

某学校学院楼项目结构高度为23.5m,下部采用混凝土框架结构,上部有一大跨度钢桁架结构横跨在两端教学区结构上。研究了铅芯橡胶支座、铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器、摩擦摆支座三种隔震方案,对各方案均进行了相关的隔震支座设计,确定了各方案的支座及阻尼器的力学参数,通过选择合适的摩擦系数,可使摩擦摆支座在保证良好减震效果的同时也能更好地控制罕遇地震下变形,且耐久性较好。分析结果表明:摩擦摆支座方案可以达到铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器方案的隔震效果,并且能使结构变形不至于过大。     

多级变频复合摩擦摆-隔震支座的力学性能和隔震效果研究

为避免摩擦摆隔震结构与上部结构发生共振破坏,研制出具有变曲率变摩擦系数圆弧滑动面的多级变频摩擦摆隔震支座。在阐述其力学性能和隔震机理的基础上,通过动力平衡方程分析得出该多级变频摩擦摆隔震支座的自振周期只与该摩擦摆摩擦系数μ、弧面半径R及摩擦摆水平限度位移有关。加工出实体模型,通过试验测试其恢复力模型和摩擦系数等力学性能;采用ABAQUS有限元软件对一栋安装此隔震支座的6层框架结构进行模拟分析,对比在地震作用下,隔震前后结构的动力响应。研究表明:多级变频摩擦摆具有良好的稳定性、变频能力、自限及自复位能力,且适应多级隔震,无需单独设置阻尼器,结构简单,应用方便,隔震效果良好。     

基于摩擦摆支座的城市高架桥梁隔震性能研究

为研究摩擦摆支座应用于城市连续梁桥隔震的可行性与适用性,以郑州市某联高架连续梁桥为例,开展了摩擦摆支座对城市高架桥的隔震性能研究;基于Midas Civil软件建立了桥梁的三维有限元分析模型,采用非线性时程分析法开展了不同隔震方案的桥梁动力特性和地震作用效应研究,进一步分析了桥梁最优隔震方案的摩擦摆支座设计参数对桥梁隔震效果的影响。研究结果表明:摩擦摆支座可以延长城市高架桥梁在地震作用下主要参振模态的自振周期;采用摩擦摆支座的隔震桥梁能明显降低固定墩的地震作用效应,可使各桥墩的内力和位移分布更为均匀;采用全桥隔震时,摩擦摆支座的隔震效果最佳,摩擦摆支座存在最优的动摩擦系数0. 04,且滑道半径取3m时综合效益最高。     

框架隔震结构中摩擦摆支座参数变化对隔震效果研究

以某实际的框架隔震建筑结构为工程背景,以建筑物中使用的摩擦摆支座为研究对象,以摩擦摆隔震支座的滑动曲面半径及滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了摩擦摆隔震支座的两个主要参数的变化对该框架建筑结构隔震效果的影响。研究结果表明,摩擦系数越大,框架建筑结构的隔震效果越好,摩擦摆滑动曲面半径的大小对框架建筑结构的隔震效果影响大,其中曲面半径为1m时,隔震效果最好。     

弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究

介绍弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座基本构造,基于力学平衡原理进行理论分析,推导支座刚度、周期表达式等。采用有限元软件ABAQUS建立双凹面摩擦摆隔震支座与弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座模型,对不同弹簧刚度、摩擦系数下的支座滞回特性等进行分析。研究结果表明,理论计算得到的弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座滞回曲线与数值模拟结果吻合较好,可知理论公式推导合理;弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座滞回曲线饱满且对称,表明支座具有良好的耗能能力;为保证减隔震效果,应合理设置弹簧刚度、摩擦系数;应选择合适的球铰面尺寸,并使支座保持弹性状态。     

北京鲁疃西路跨温榆河大桥的减隔震分析与应用研究

以鲁疃西路跨温榆河大桥为工程背景,研究了大跨度梁拱组合桥的减、隔震设计方法。建立全桥有限元模型,进行了自振特性分析。给出了摩擦摆支座隔震设计的方法及步骤,并进行了摩擦摆支座隔震及阻尼器减震的非线性时程反应分析。结果表明,摩擦摆支座隔震优于阻尼器减震,能显著地减小墩底弯矩与拱顶的变形响应。     

摩擦摆隔震支座固体润滑技术综述

随着隔震技术的发展,摩擦摆隔震支座因其隔震周期与上部结构质量无关且具备自复位能力等独特优势受到日益广泛的关注。保证摩擦面稳定的低动摩擦系数是推动其工程应用的关键。目前,美国摩擦摆产品多使用航空航天领域的固体润滑技术,而此类技术应用于摩擦摆的相关研究在我国尚处于起步阶段,亟需进行系统梳理和思考。文章简述滑动摩擦界面固体润滑的基本原理,梳理国内外摩擦摆和其他滑动型支座固体润滑技术的研发情况,对金属和金属氧化物、过渡金属二硫化物、工程塑料这三大类常用固体润滑材料的优势和不足进行分析,总结滑动型支座常用的摩擦系数测试方法,讨论速度、压强、温度和表面粗糙度等因素对试验结果的影响,对比摩擦摆隔震支座固体润滑的理想工作阈值和国家现行标准的技术要求,最后给出对固体润滑层技术未来研究方向与研究内容的相关建议。     

设置改进型三重摩擦摆支座的双层网壳结构的地震响应分析

改进型三重摩擦摆隔震支座是一种新型隔震支座,通过在传统三重摩擦摆支座四角设置黏滞阻尼器得到。将这种隔震支座用于双层球面网壳结构中,分析设置固定铰支座、传统三重摩擦摆支座和改进型三重隔震支座的三种不同支座的网壳模型。通过地震响应分析,提取了杆件轴力、节点加速度、柱脚反力和支座位移时程曲线。结果表明:与设置固定铰支座的双层网壳相比,改进型三重摩擦摆支座的结构地震响应大大减小;与设置传统三重摩擦摆支座的结构相比,杆件轴力及节点加速度略有增大,但是能有效地减小支座滑动位移,克服了摩擦摆支座因滑移位移大而在建筑中的使用大大受到限制的缺点,改善了下部柱子偏心受压的情况。阻尼器的存在还使上部结构和柱子之间产生拉力,使柱子轴力减小,进一步说明改进型支座具有抗拔性,满足拉压型构造的要求。     

模块化钢框架变摩擦摆隔震结构抗震性能研究

模块化建筑具有整体装配率高,施工绿色环保、高效等优点,然而其抗震性能相对较差,震后修复成本高。将隔震技术应用到模块化建筑中,可在不改动上部结构的前提下,改善其整体抗震能力。相比传统橡胶隔震技术,摩擦摆隔震技术具有承载力大、工业化程度高、湿作业少等优势。为此,研发了一种自适应变摩擦摆隔震支座,分析了该支座力学特性,确定其有限元模拟方法。对变摩擦摆隔震支座进行不同工况下剪切性能试验,试验和有限元模拟结果相对误差均在10%以内,验证了有限元模拟方法的正确性。基于GB/T 51408—2021《建筑隔震设计标准》提出模块化钢框架变摩擦摆隔震结构一体化直接设计方法,以实际工程为背景,设计模块化钢框架摩擦摆和变摩擦摆隔震结构,并对非隔震结构和隔震结构的抗震性能进行对比分析。研究表明：相比摩擦摆隔震支座,所提出变摩擦方式可实现支座等效刚度增加11%左右,等效阻尼比增加18%左右;相比摩擦摆支座隔震结构,变摩擦摆支座隔震结构的楼板加速度、层间位移角、层间剪力和上部结构损伤程度略有增加,但隔震层位移明显减小,且这种特性随地震动强度的增加而愈明显,体现了变摩擦摆支座的自适应性。     

减隔震装置对独塔斜拉桥抗震性能的影响

为研究常见减隔震装置在独塔斜拉桥中的减隔震效果,文章以某独塔斜拉桥为工程背景,采用Midas Civil有限元分析软件建立了全桥模型,对比研究了分别采用板式橡胶支座、铅芯橡胶支座和液体粘滞阻尼器时桥梁结构的地震响应,进一步分析了阻尼指数α和阻尼系数C对液体粘滞阻尼器减隔震效果的影响,并对其参数进行了优化。结果表明:铅芯橡胶支座及液体粘滞阻尼器均能起到一定的减隔震效果,且液体粘滞阻尼器的减隔震效果更好;液体粘滞阻尼器的阻尼指数α及阻尼系数C对该独塔斜拉桥结构的地震响应具有规律性影响,故在实际工程设计中,可以根据调整液体粘滞阻尼器参数,以达到最佳减隔震效果。     

滑动摩擦支座隔震桥梁地震反应分析

多滑面摩擦隔震支座具有刚度和阻尼的自适应性,在基于性能的桥梁抗震设计中有广泛的应用前景。本文以某近海连续梁桥为工程背景,考虑海洋软土条件,应用p-y法模拟桩-土相互作用,通过单摩擦摆（FPS）串联组成多滑动面摩擦摆支座（MFPS）模型,并建立全桥有限元模型。采用反应谱法和快速非线性分析（FNA）两种方法,对设置单滑面摩擦摆支座和多滑面摩擦摆支座的两种不同支座的隔震桥梁体系进行地震响应分析。对比分析两种方法得到的两种隔震桥梁结构的支座滞回性能和墩底剪力等的地震响应规律。研究结果表明,两种支座均具有较好的隔震效果,采用MFPS支座的桥墩的地震响应比FPS支座有所减小,且具有较大位移能力。     

Shaking table test study of high-rise frame-shear wall structure isolated by friction pendulum bearings

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能，提出了摩擦摆隔震设计的具体流程，并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果，制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果，研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应，对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震，该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性，设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修；结构的楼层响应显著降低，摩擦摆完全起滑后，地震强度越大，摩擦摆的隔震效果越好，且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力；在9度罕遇地震作用下，剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升，对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

摩擦摆隔震高层框架-剪力墙结构振动台试验研究

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能,提出了摩擦摆隔震设计的具体流程,并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果,制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果,研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应,对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震,该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性,设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修;结构的楼层响应显著降低,摩擦摆完全起滑后,地震强度越大,摩擦摆的隔震效果越好,且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力;在9度罕遇地震作用下,剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升,对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

Performance of variable curvature sliding isolators in base‐isolated benchmark building

The performances of variable curvature sliding isolators like variable frequency pendulum isolator (VFPI) and variable curvature friction pendulum system (VCFPS) installed in the base‐isolated benchmark building subjected to bi‐directionally acting seven strong earthquakes have been studied. The shear type base‐isolated benchmark building is modelled as three‐dimensional linear elastic structure having three degrees‐of‐freedom at each floor level. Time domain dynamic analysis of the building has been carried out with the help of constant average acceleration Newmark‐Beta method and non‐linear isolation forces has been taken care by fourth‐order Runge‐Kutta method. The force‐displacement responses of the VFPI and VCFPS are studied under parametric variations of their key characteristics for the comparative performance evaluation. The time history variations of response characteristics and peak response evaluation criteria are also investigated for overall comparison of their performances. The performance of VFPI and VCFPS are observed both in uniform and hybrid isolation systems. The force‐displacement responses of both VFPI and VCFPS subjected to strong near‐field earthquakes show excessively large isolator displacements at higher initial radii of curvature of sliding surface. The large isolator displacements of VFPI and VCFPS can be restrained efficiently by addition of viscous fluid dampers in comparison to the increase in coefficient of friction of isolators. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

采用被动控制的四塔连体结构振动台试验研究

某四塔连体结构在顶部通过300m长的空中连廊在高度235m处连接,形成复杂的多塔楼高位连体结构。为减小地震作用下的结构响应及结构构件内力,采用被动控制方案,空中连廊与四栋塔楼的连接节点采用摩擦摆隔震支座,并设置阻尼器进行耗能与限位。为检验四塔连体高位减（隔）震结构的抗震性能,进行了1/25缩尺模型的模拟地震振动台试验研究。结果表明：采用被动消能减震的四塔连体结构满足抗震设计要求;摩擦摆隔震支座与黏滞阻尼器产生了良好的隔震与消能减震效果,空中连廊构件在罕遇地震作用下保持弹性工作状态。     

Seismic response control of base‐isolated buildings using multiple tuned mass dampers

Seismic response of a base‐isolated building equipped with single tuned mass damper (STMD), multiple tuned mass dampers (MTMDs), and distributed multiple tuned mass dampers (d‐MTMDs) under real earthquake ground motions is investigated. Numerical study is carried out using analytical models of five‐, 10‐, and 15‐storey base‐isolated buildings equipped with the STMD, MTMDs, and d‐MTMDs. The buildings are modeled as shear‐type structure with a lateral degree of freedom at each floor level, and the buildings are isolated using the laminated rubber bearing, lead‐core rubber bearing, friction pendulum system, and resilient‐friction base isolator. The coupled differential equation of motion for the buildings are derived and solved in the incremental form using Newmark's step‐by‐step method of integration. From the numerical study conducted, it is concluded that installing a tuned mass damper at each floor level of a base‐isolated building reduces the structural response in terms of top floor acceleration and bearing displacement. It is found that installing the MTMDs and d‐MTMDs are significantly beneficial in reducing top floor acceleration as compared with the STMD. Further, almost comparable reduction in the bearing displacement could be obtained by installing the STMD, MTMDs at top, and d‐MTMDs in the base‐isolated buildings. The d‐MTMDs are more beneficial as compared with the STMD and MTMDs as otherwise huge controller mass can now be divided and distributed on different floor levels.     

宿迁市人防指挥大楼隔震设计方法研究

宿迁市人防指挥大楼位于地震高烈度区,钢筋混凝土框架-剪力墙结构,地上13层,高48.9m。该工程采用基础隔 震技术设计,为我国目前最高的隔震建筑之一。隔震层布置在地下室顶板和±0.00楼面之间,由橡胶隔震支座、滑移支座 和粘滞阻尼器组成,共采用了53只橡胶隔震支座、12只滑移支座,沿结构的两个主轴方向共设置4只非线性粘滞阻尼 器。分析结果表明,采用基础隔震措施可显著降低上部结构的地震作用;设置粘滞消能器能较好地解决降低上部结构地震 作用和限制隔震层位移之间的矛盾。在本工程中采用基础隔震技术,具有明显的技术经济效益。     

宿迁市府苑小区综合楼隔震分析

宿迁市府苑小区综合楼位于 8度区 ,设计基本地震加速度值为 0 3 0 g ,为 6层底部框架砌体结构 ,平面呈三折线形。工程采用基础隔震技术进行结构设计 ,隔震层由橡胶隔震支座、滑移支座、粘滞消能器组成。对隔震体系空间模型的时程分析表明 :采用基础隔震措施可显著降低上部结构的地震作用 ;设置粘滞消能器能较好地解决降低上部结构的地震作用和限制隔震层位移之间的矛盾 ,有效地消除结构的扭转效应     

大跨度钢结构楼盖竖向振动舒适度的研究

以某工程60m跨度钢结构楼盖为背景,对大跨度钢结构楼盖舒适度的校核与改善做了研究。在楼盖中采用了多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统,对楼盖减振前后在各种不利工况作用下的动力响应采用SAP2000进行了计算分析。为了验证减振效果,对楼盖的实际动力特性及楼盖在安装阻尼器前后的响应作了现场测试,试验结果与理论计算基本一致。实践表明,多点TMD-粘滞流体阻尼器消能减振系统对于大跨度楼盖竖向振动舒适度的改善具有一定效果,可以在类似大跨楼盖结构中推广。     

黏滞阻尼器在高层短肢剪力墙结构中的应用

在研究黏滞阻尼器减震短肢剪力墙结构抗震设计方法的基础上,对黏滞阻尼器的安装位置和传统计算方法进行总结和改进,提出按照阻尼力与楼层剪力呈正比的方式分配阻尼系数的方法,并采用渐进法的思想实现对结构所需附加阻尼比更为精确的计算。结合工程设计实例,通过方案对比,对普通剪力墙结构、短肢剪力墙结构、短肢剪力墙＋黏滞阻尼器结构建立有...