考虑土-结构相互作用的基础隔震体系动力特性分析

本文以基础隔震体系为研究对象,利用ANSYS软件建立了三维有限元模型,讨论了考虑土-结构相互作用的基础隔震体系动力特性,并研究了隔震层和相互作用对体系动力特性的影响因素,以揭示土-基础隔震体系相互作用机理。分析结果表明,考虑相互作用和基础隔震后,结构体系的自振周期延长。改变土体的特性和隔震层水平、竖向刚度,体系的动力特性也会随之改变。     

桥梁在长周期地震下的影响研究

为了分析长周期地震动的时频域特性及其对减隔震桥梁的影响,首先利用HHT理论分析长周期地震动的周期特性及能量特性,然后通过有限元软件建立合理的减隔震桥梁有限元模型,分析不同地震动作用下减隔震桥梁的动力响应,最后从能量的角度研究了桥梁结构的地震能量反应。     

隔震结构现场动力特性测试

已建成的隔震建筑，其结构的动力特性不可调节且缺乏自适应的控制能力，进行现场结构的动力特性测试具有重要意义。现场测试2栋4层隔震教学楼，介绍了试验装置、方法步骤及所得结果，并与同非隔震结构进行数值对比，获得实际隔震结构响应规律和结构特性。测试首先用液压千斤顶使隔震层产生水平初位移(对应隔震支座剪应变超过100%),液压千斤顶瞬间卸载使建筑物做自由振动；最后进行测试和分析。结果表明：水平初位移条件下，隔震结构动力特性主要体现在一阶自振周期，其比非隔震结构延长，阻尼比增大；隔震层滞回曲线饱满；各楼层动力响应控制效果明显；隔震层具有瞬间复位特性。测试结果可为检验隔震结构的抗震性能提供重要参考。     

竖向基础隔震框架结构的竖向地震反应分析

对竖向隔震框架结构的竖向地震响应进行了时程动力分析，对比了隔震结构及其相应非隔震结构的动力特性，给出了罕遇地震作用下结构的最大层间轴力、位移等，得到了竖向隔震结构的竖向地震反应明显降低的结论。     

云南省博物馆新馆隔震设计与振动台试验研究

针对云南省博物馆新馆的建筑特点,选取了合适的隔震支座,并对隔震支座进行了合理的平面布置;利用SAP2000软件对结构进行地震响应分析,采用Bouce Wen模型模拟隔震支座;对比分析了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下隔震结构和非隔震结构的层间剪力、层间加速度及层间位移角。结果表明,隔震结构的动力特性优于非隔震结构,隔震结构可以有效降低地震反应。为验证数值分析的可靠性,采用1/30缩尺比例模型进行模拟地震振动台试验,试验结果表明计算分析是可靠的。     

TLCD-偏心基础隔震结构减振控制

为了减小隔震层和上部结构偏心造成的结构扭转破坏,本文对偏心基础隔震结构和调频液柱阻尼器(TLCD)相结合的混合系统进行了研究,采用分部计算方法,分别先建立单层和多层上部结构、隔震层、TLCD运动方程,再建立基础隔震结构方程,得到TLCD–基础隔震结构耦联方程。根据偏心基础隔震结构动力特性合理放置TLCD,利用偏心结构TLCD转化TMD方法初步设计单个TLCD频率和阻尼比,并采用状态空间方程优化多个TLCD参数。编写MATLAB软件对比偏心基础隔震与偏心结构混合控制系统动力响应。通过对某三层偏心基础隔震结构进行数值模拟,四条地震波作用下对偏心隔震结构、TLCD–偏心隔震结构进行了时程分析,得出TLCD–隔震结构比隔震结构能更好地控制各层平移–扭转耦联响应。     

双向水平地震激励下结构隔震控制分析

通过数值模拟研究了地震作用下结构隔震控制研究。根据实际工程,利用国际通用软件SAP2000建立了结构三维有限元模型,对结构隔震前后进行了动力特性的分析,得到了结构的前六阶频率;根据I、II和III类场地,选取了3条典型的地震波;介绍了隔震支座的参数选取和有限元模拟;运用时程分析方法,分别研究了不同地震作用下结构有无隔震的控制反应。     

地基-结构动力相互作用对基础隔震效果的影响

以多层基础隔震框架为研究对象,利用有限元分析方法,研究地基-结构相互作用效应对基础隔震结构隔震效果的影响。对考虑和不考虑SSI效应时隔震体系的动力特性和地震响应的差异进行对比,并对地基-结构相互作用效应各组成因素对隔震后地震响应的影响规律进行分析。分析结果表明,地基-结构相互作用效应对基础隔震结构存在影响,在工程设计中,隔震结构不应忽略地基-结构相互作用效应的影响。     

考虑三维地震动作用下振动台试验隔震层简化

基于等效原则、相似理论,考虑三维地震动作用下振动台试验中原型结构隔震层的简化,并对模型结构隔震层进行系统研究。针对不同高宽比隔震结构,提出完全等效简化方法和部分等效简化方法,包括隔震垫等效、模型支座参数及坐标确定、相似关系确定等。利用不同高宽比隔震结构振动台试验,结合有限元数值模拟,进行方法验证。理论推导与数值模拟证明简化方法具有良好的准确性,且在误差允许范围内,简化后的隔震层所获得的加速度、速度、位移等动力特性与简化前相同,可以用于振动台试验模型设计。     

斜拉桥模态测试与分析

桥梁结构的动力特性是结构抗震、抗风以及进行在线健康监测的基础。使用大型结构有限元分析程序建立杭州市文晖大桥三维有限单元模型,对大桥进行动力特性理论分析。计算结果与实桥脉动测试法(也称环境随机振动法)的测试结果相当吻合,验证了模型以及脉动测试法的有效性,也为大桥的进一步研究提供了依据。     

复杂结构动力特性脉动测试与分析

利用环境激励作为激励振源,测试了一复杂结构的脉动响应信号,并利用工程振动反演理论分析得到了该结构的固有频率、振型、阻尼比等动力特性。X、Y向基频及X、Y向第一振型与理论计算值吻合较好,X、Y向基频对应的阻尼比约为3.4%。     

青岛体育中心体育场主体结构动力特性测试

采用现场脉动测试方法对青岛体育中心体育场结构的动力特性进行了测试,获得了结构的振动频率与振型阻尼比,并与理论分析模型进行了对比,测试结果表明体育场结构的频率非常密集,主要振动频率分布在3 Hz~12 Hz间,阻尼比实测值在1%~4%之间,测试结果可供类似结构设计与分析参考。     

密肋壁板轻框结构隔震房屋模型振动台试验分析

通过对密肋壁板轻框结构隔震房屋与非隔震房屋模型振动台的试验 ,就隔震房屋的设计、减震效果、振动特性及地震反应进行了分析探讨。试验结果表明 ,自阻尼叠层橡胶隔震系统性能稳定 ,隔震效果显著 ,只要进行合理的隔震设计 ,隔震房屋的地震反应较非隔震房屋的地震反应可降低 2 3左右     

SMA弹簧-摩擦支座在双层球面网壳结构中的隔震控制分析

提出一种由形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)螺旋弹簧和平面滑动支座组成的SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)。根据SFB的构造和工作原理,推导了描述其力学性能的理论模型。为考察SFB在双层球面网壳结构隔震控制中的适用性和减振效果,将SFB设置在网壳屋盖与下部结构之间形成柱顶隔震机制。通过有限元分析软件SAP 2000建立含有下部结构的网壳结构隔震体系数值计算模型,针对这一网壳隔震体系的地震响应进行数值模拟。计算结果表明,SFB能够有效降低网壳结构的地震响应,并具有优良的支座位移控制性能与复位能力。     

围护墙多功能减震结构振动台试验研究

为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。     

某百米级高层隔震结构风致效应研究

现行规范采用静力设计的方法可能对高层隔震结构的风致效应考虑不足,为此深入研究了高层隔震结构抗风设计与风致效应,结合现行规范提出高层隔震结构风致效应分析框架,并针对中国某百米级实际工程隔震结构展开风致效应的分析与评估。结果表明:现行规范采用等效静力的计算方式低估了高层隔震结构实际所受的脉动风作用,通过风荷载时程分析发现,隔震层X、Y向的水平剪力相比风荷载标准值作用分别增加了23.8%和27.7%,但从设计的角度出发,现行规范取1.4的分项系数能满足隔震层抗风稳定性的要求; 在10年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部存在舒适度的问题,最大风振加速度达到16.2 cm?m^-2,超出规范限值8%; 在1年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部的最大风振加速度达到7.6 cm?m^-2,其居住舒适性更难以满足,高层隔震结构的舒适度问题在今后的抗风设计中应予以重视; 提出的分析框架能较系统和全面地反映高层隔震结构风致效应,可为现行规范提供理论参考依据。     

楼层上设备机脚减振垫的动力分析

本文应用有限元法、子空间迭代法和振型叠加法分析了实际厂房内楼层上带减振垫动力设备振动时结构和设备的动力反应,并编制了相应的计算程序。最后提出针对不同的结构和动力设备,如何选择不同的减振垫来达到较好的减振效果。     

钢结构人行桥TMD减振分析及测试

钢结构人行桥在人行荷载作用下,会产生竖向振动。过大的振动不但会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题。本文采用Midas Gen软件对上海市某人行桥进行人行荷载激励下的动力响应分析,对比安装经优化设计的TMD系统前后的结构振动响应,验证了TMD良好的减振效果。并对该人行桥进行安装TMD前后的对比振动测试,用加速度峰值、整体均方根值和连续均方根值评价了TMD的减振作用。     

确定结构振动荷载方法的探讨

结构在使用过程中不可避免地要受到振动荷载的作用。通过不同设备的工作原理可以计算出其作用于结构上的振动荷载。此外,根据仪器测量到的结构动力响应信息,运用动力方程反演理论,推测出作用于结构上的未知振动扰力,为结构的动力分析、设计、优化、减振隔振提供重要依据。     

底框砌体结构转换层隔震系统工作机理研究

层间隔震是在基础隔震发展过程中出现的一种新型减震技术。底框砌体结构在城市建设中应用广泛,这种房屋的特点是由两种承重和抗侧力体系构成的,但是这类房屋的抗震性能较差。通过把隔震橡胶垫放置在上部砌体与底层框架结构之间的隔震措施,依靠隔震层较大的变形和耗能能力,大大削弱了地震对建筑结构的影响。由于上部砌体的刚度比隔震垫与底层框架的刚度大得多,因此可以将隔震房屋模拟成具有两个自由度的系统。分析了此类房屋的动力特性,与隔震振型的参与系数相比,非隔震振型的参与系数是非常小的,隔震振型控制了系统的反应,得到了用来求解此类房屋动力计算的实用方法,探讨了组合阻尼比、刚度比及质量比的变化规律。为建立实用设计方法、推广层间隔震结构的应用提供了有效途径。