抗震宜“以柔克刚”

"抗震的概念是‘硬抗’,我们传统的做法就是加粗柱子、多加钢筋,使房屋做得很刚。但实际上地震来了,要‘硬抗’很难。"中国工程院院士、工程结构与工程抗震减灾专家周福霖更推崇"以柔克刚","地震来了,通过设一个柔软层,把地震隔离掉,或者地震的能量到房屋之前,设计一些消能构件,把一些能量消耗掉。"周福霖说,可以在地基与柱子之间用橡胶垫的方法来     

铅芯橡胶支座微分型恢复力模型屈服前刚度的研究

该文简介了微分型恢复力模型(Bouc-Wen模型)的发展过程及其在铅芯橡胶支座中的应用,基于两个不同规格支座的压剪试验比较了不同屈服前刚度K1(K1=5Kd―40Kd)的微分型恢复力模型与实测结果的差异,发现了一些有益的规律。之后,计算分析了一个上部结构为8层的隔震模型,铅芯橡胶支座屈服前刚度K1分别取10Kd―40Kd,对于不同的屈服前刚度K1,上部结构底层的水平刚度分别设为100Kd、300Kd、500Kd,用以比较屈服前刚度K1对不同周期结构的地震响应的影响。通过以上对比和计算,对隔震设计中铅芯橡胶支座屈服前刚度的取值给出了合理建议。     

框架结构内环境振动波传播规律研究

以实测环境振动波作为输入波,采用有限元方法,以加速度作为指标,在时域和频域内深入研究各种振动波在框架结构内的传播规律。研究结果表明:环境振动波和地震波的主要频谱范围存在明显差异,环境振动波相互之间的频谱分布范围也有较大不同;由于输入振动波主要频率范围的不同,加速度在楼层间的传播特点不尽相同;振级在楼层间的分布特点与加速度峰值有不同;存在一个结构高宽比使得分析结构的竖向加速度峰值响应最大。     

巨-子结构控制体系振动台试验与有限元模型对比分析

为了研究巨-子结构控制体系的抗震性能,该文进行了巨-子结构控制体系的振动台试验研究。试验模型均为钢框架模型且包括三个不同的模型,分别称为抗震结构模型、隔震结构模型和隔震-底层固结模型。采用大型有限元软件SAP2000对试验模型进行了非线性时程分析,并在主结构的加速度、层间位移,子结构的层间位移以及隔震层的变形方面与试验结果进行了对比分析。结果表明:理论分析与试验研究结果吻合较好,且不论是理论计算结果还是试验实测结果,隔震结构以及隔震-底层固结结构相对于抗震结构而言,结构的响应减小明显,说明结构施加隔震装置后能有效减小结构响应,从而保证结构的安全性。     

地震作用下全浮漂大跨斜拉桥耗能减震控制研究

以某实际全浮漂大跨斜拉桥为研究应用对象,探讨了全浮漂大跨斜拉桥阻尼器的布置原则,考虑桩-土的相互作用,建立了全桥空间有限元分析模型,针对该非比例阻尼体系,通过基于应变能理论的振型阻尼分别考虑上部结构阻尼、下部结构阻尼和阻尼器阻尼,从而实现结构不同部分不同阻尼引入到有限元分析模型。然后进行了粘滞阻尼器参数优化,得到了最优阻尼系数和最优阻尼速度指数,并进行减震效果分析。研究结果表明：采用粘滞阻尼器可有效控制结构的地震响应,主塔顶位移、主梁位移和主塔底弯矩分别减小为普通全浮漂体系的60.4%、56.7% 、71.8%,各个桥墩支座位移减震效果;随着阻尼系数增加和阻尼速度指数的减小,梁端位移、塔顶位移和阻尼器位移减小,主塔墩底弯矩单调减少,当达到阻尼系数增加和阻尼速度指数的减小到一定值时主塔墩底弯矩控制效果基本稳定。     

高层框架-剪力墙隔震结构地震响应研究

针对高层框架-剪力墙基础隔震结构,考虑框架与剪力墙之间的相互作用,建立了高层框架-剪力墙基础隔震结构的动力分析模型,剪力墙为分布参数体系,框架结构为集中参数体系,通过边界条件把隔震支座及框 架-剪力墙结构中框架部分对剪力墙的影响引入到分布参数体系,推导出高层框架-剪力基础隔震结构的频率方程及振型正交条件,进一步应用Hamilton原理,推导出隔震层隔震装置作用在各振型上的等效阻尼比,从而实现该体系运动方程的解耦,然后通过振型叠加法求解结构的地震响应。通过对一栋10层框架-剪力墙基础隔震结构进行动力特性及地震响应仿真分析,结果显示,建立的动力分析模型能较好的反映结构的动力特性,提出的高层框 架-剪力墙隔震结构动力求解新方法能方便的求解结构的动力响应,与有限元数值积分法基本一致,可以反映地震作用下框架与剪力墙相互作用的经历。     

基于双向压电控制器的带分布参数体系地震响应控制

针对带分布参数智能隔震结构,设计出隔震与控制功能于一体的双向滑动压电变摩擦控制装置,该控制装置可以在两个垂直方向滑动产生控制力,同时具有隔震的功能。进一步推导出设置双向滑动压电变摩擦控制装置控制力与输入电压的关系方程。结合双向滑动压电变摩擦控制装置产生控制力的条件,推导出适用于双向滑动压电变摩擦控制装置的半主动控制算法。最后将该控制装置与基于全维状态观测器的序列最优模态控制算法的半主动控制算法结合,用于带分布参数隔震体系的智能控制,仿真结果表明,该控制系统具有良好的控制性能。     

基于功率法的TMD系统参数优化与减振性能分析

建立了结构-TMD体系的功率平衡方程,从功率的角度分析了TMD系统在地震激励下减振效果,并考虑结构周期与阻尼比的影响。经HHT变换得到地震激励的时频图,解释了有控体系较无控结构在某些时刻各功率放大的原因。推导了结构基底受简谐荷载作用时,主结构的耗能功率公式,以主结构的耗能功率最小为优化目标得到TMD最优频率比及阻尼比,并与以往的四种优化方法进行了对比。结果表明,基于耗能功率最小的优化方法在随机激励下的位移方差及确定地震波作用下的能量及功率响应的大小均介于上述四种优化方法之间,且较无控结构均有大幅度的减小,因此该优化方法具有一定的适应性与可靠性。     

塌落振动作用下建筑结构动力响应研究及评估

以某工程为研究对象,开展了一系列塌落振动现场监测,进行了塌落振动对周围建筑结构动力影响研究及评估。首先,通过对实时监测的周边测点数据进行分析,研究塌落振动的传播规律;其次,将测点的加速度作为动力荷载加载到有限元模型,讨论框架结构在不同距离振动波作用下的动力响应及其对楼层的影响规律,并将水平和竖向加速度进行倍频程谱分析,获得1/3倍频程;最后,以振动加速度级为基准,进行结构的振动分析及评估。结果表明,塌落振动作用下周边建筑结构动力强度随振动波的距离增大而减小,随着层数的增加,响应呈放大趋势,且竖向振动均大于水平向振动。     

广州大学城应用组合基础隔震技术

广州大学城行政办公楼．建筑面积3万平方米，采用先进的组合基础隔震技术．建成后将成为建筑物隔震防震的科普基地．采用这种隔震防震技术．只需增加3％至5％的建筑成本。建成的建筑物就可增加6倍的抗震能力．这种隔震防震技术在我国建筑行业具有非常可观的使用价值和发展前景．