近断层地震作用下铅芯橡胶隔震结构地震响应评估

建立了近断层地震用下统计平均的等强度延性需求谱,利用建立的等强度延性需求谱公式及规范中的弹性反应谱对近断层地震作用下结构的性能需求进行估计。基于改进的Push-over分析方法,选取铅芯橡胶基础隔震结构在15条近断层地震波作用下的响应计算作为具体的算例,将中美抗震规范的计算结果进行对比,为我国抗震规范中隔震结构分析计算的完善提供参考。     

近断层地震动作用下摩擦摆隔震体系的参数研究

首先以多自由度体系为研究对象,对近断层地震动作用下FPS隔震体系的地震响应进行分析。分析表明,随着摩擦系数的增大隔震支座位移显著减小,而顶层加速度峰值先逐渐减小达到最小值而后又逐渐增大。然后以摩擦摆隔震支座耗散的地震能量最大为目标函数,以顶层加速度峰值和隔震支座最大位移为约束条件,对FPS隔震体系的参数进行优化。研究表明,在近断层地震动作用下FPS隔震体系摩擦系数的最优取值范围为0.08~0.12,最优摩擦系数随着隔震周期的增大而略微增大,随着质量比和上部结构基本周期的增大最优摩擦系数的取值可稍偏小,上部结构阻尼比的变化对最优摩擦系数的取值范围影响较小。     

近断层地震动作用下变电站隔震研究

变电站基础隔震在远断层地震动下是有益的,但是在近断层区域它的隔震效果还有待研究。本文选取台湾集集地震四条常用近震记录及一条远震记录作为地震动输入,对110kV变电站隔震和抗震结构及进行非线性地震反应时程分析,比较分析结构的地震反应。结果表明:变电站隔震结构在近断层地震动作用下产生的地震反应大于远断层地震动作用下产生的地震反应,采用隔震技术能有效降低近断层地震动作用下变电站结构的地震反应。     

近断层地震动作用下双层隔震体系的地震响应分析

提出了采用基础隔震和层间隔震并用的双层隔震体系,输入近断层地震记录,考察了破裂向前方向性和滑冲效应脉冲对隔震结构的影响。研究表明,采用双层隔震体系可比单独采用基础隔震体系取得更好的减震效果,滑冲效应脉冲比破裂向前方向性脉冲对双层隔震结构更具有破坏性。中间隔震层的位移幅值通常要比基础隔震层的位移幅值大,应注意控制中间隔震层的最大位移不超过容许位移。在破裂向前方向性和滑冲效应脉冲地震作用下,中间隔震层宜分别设置在结构的中下部和结构的中部左右方可取得较好的减震效果。     

近断层地震动作用下隔震限位的限位器受力分析

隔震结构在遭遇含长周期大脉冲的近断层地震作用时,隔震层易产生较大水平位移,造成隔震结构侧倾失稳,在隔震层设置限位器可限制隔震层位移。对一个五层钢框架隔震结构,计算285种隔震限位工况,分析限位刚度、限位距离、隔震层位置对限位器压缩变形和接触限位力,以及隔震层限位率的影响,结果表明:随限位刚度增大,弹簧限位器压缩变形减小,限位器限位恢复力增大,隔震限位率提高;随预留距离减小,弹簧限位器压缩变形增大,限位恢复力增大,隔震限位率提高;隔震层位置升高,弹簧限位器压缩变形和限位恢复力均呈减小趋势。     

近断层地震动作用下基础隔震结构的一体化动力优化设计

首先讨论了近断层地震动的脉冲运动特征和特性参数,并以台湾集集地震实际脉冲型近震记录作为地震动输入,以上部结构最大层间位移和构件体积最小化为目标,应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,对安装铅芯橡胶隔震支座的钢筋混凝土框架隔震结构进行一体化优化设计,同步确定隔震器参数和上部结构构件截面几何尺寸。然后输入ElCentro(1940)、Hachinohe(1968)非脉冲型近断层地震动记录进行隔震结构一体化优化设计。计算结果表明,本文隔震结构优化设计得到的结果是合理的,与其他作者通过参数分析确定的隔震器最优参数具有可比性;对考虑脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构能同时满足脉冲型和普通非脉冲型近震作用的结构设计需求。反之,对非脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构不能满足脉冲型近震作用的设计需求。     

近断层地震动作用下隔震结构研究现状(Ⅰ)——地震动特性影响与隔震结构参数优化

隔震技术已成为结构抗震的有效控制手段之一,并在国内外很多工程中得到成功应用,被认为是保护结构免受地震损伤最具工程价值的技术之一。本文总结了滑冲脉冲效应、方向性效应、上下盘效应、竖向地震动等近断层地震动特性对隔震结构抗震性能的影响,讨论了近断层地震动作用下隔震结构参数优化研究。通过对近断层区域隔震结构研究进展分析,从近断层区域内地震动的研究、隔震结构设计规范、隔震结构参数优化研究、隔震结构二阶效应、隔震的应用前景等方面,指出了近断层地震动作用下隔震结构研究与应用尚待进一步完善的若干问题,并提出了下一步研究的建议。     

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.     

近断层地震作用下基础隔震结构的振动分析

基础隔震技术在目前的结构分析和设计过程中,对于冲击性较强的近断层地震作用考虑较少,特别是对竖向分量的考虑.本文选取1999年台湾集集地震中,含有完整水平与竖向地震分量的近断层速度脉冲型记录与断层附近非脉冲型记录作为地震输入,分析了基础隔震结构在近断层水平一竖向地震分量共同作用下的动力响应以及隔震支座的受力状态.结果表明...     

近断层地震作用下超长复杂隔震结构动力响应分析

随着超长、平面不规则的复杂隔震结构的出现,关注超长复杂隔震结构的安全性也变得十分重要。本文针对平面不规则的超长隔震结构的抗震性能进行了分析。运用Seismo Struct建立超长隔震结构分析模型,输入近场脉冲、非脉冲及远场地震动进行非线性动力时程分析。通过比较平面不规则的超长隔震结构在不同地震作用下的动力响应和隔震支座的水平位移,分析地震作用对隔震结构的影响。研究表明:平面不规则的超长隔震结构在近断层脉冲地震作用下的响应明显大于近断层非脉冲地震作用。同时,通过分析隔震支座的水平位移发现,超长复杂隔震结构在近断层脉冲地震作用下依旧有较好的抗震性能。     

基于遗传算法的铅芯橡胶隔震支座恢复力参数识别

铅芯橡胶支座可有效隔离地震作用并保护上部结构,因而在隔震建筑中被广泛使用。在有限元模拟中,其恢复力模型参数的获取至关重要。为获得铅芯橡胶支座的恢复力特征参数,基于10组铅芯隔震支座的100%剪切滞回曲线,首先将按照GB/T 20688.1-2007计算得到的恢复力特征进行对比,两者的误差不可忽略。随后通过遗传算法对隔震支座的恢复力特征参数进行了优化,基于参数优化后的恢复力模型,重现了拟静力加载过程,并分别与试验得到的滞回曲线进行了对比,模拟结果良好。最后基于铅芯橡胶支座的特点,提出了基于遗传算法的铅芯橡胶隔震支座恢复力参数识别的一般方法。     

铅芯橡胶隔震支座技术应用

汶川地震后,绵阳市平武县中医院工程采用铅芯橡胶隔震支座技术基础,该工程总建筑面积为6498m^2,框架结构,地上5层,抗震设防等级为8度设防．9度加强,该工程共使用隔震支座LRB600（有铅芯直径600mm）30个和LRB500（有铅芯直径500mm）50个。     

近断层地震动作用下变电站避雷器的地震响应分析

近断层脉冲型地震动相对于远场地震具有明显的长周期速度脉冲、上下盘效应和破裂方向效应,对结构的破坏作用很大.电气设备在目前的结构设计和分析中,仅限于常规地震,未考虑冲击性较强的近断层脉冲型地震作用.该文选取1999年台湾Chi-Chi地震和1994年Northridge地震中含有速度脉冲型记录的近断层地震和非速度脉冲型的近断层地震记录,采用时程分析法分析了避雷器在近断层水平地震作用下的抗震性能.结果表明,避雷器在含速度脉冲型的近断层地震动作用下的地震响应比无速度脉冲型的近断层地震动作用下的地震响应要大,在对避雷器设计及抗震性能进行分析时,应考虑速度脉冲型近断层地震动对电气设备的影响.     

近断层地震动下减隔震连续梁桥向量型强度指标选取

强度指标是描述地震动特性及对结构反应影响的重要指标,在性能抗震设计框架下则构成了联系地震动水准和结构反应的量化参数。目前对具有速度脉冲特性的近断层地动的强度指标的研究仍有限。本文以某减隔震连续梁桥作为研究对象,基于OpenSees有限元软件建立三维分析模型,通过输入40条典型近断层地震动,得出算例需求参数DM(支座滞回能、桥墩滞回能、总输入能、墩顶漂移率、支座位移和主梁位移),然后通过线性回归分析对常见的23种强度指标和需求参数进行相关性分析,以可决系数R²大小作为标准,建议Housner谱烈度(HI)可作为单一近断层地震动强度指标的最优选择。进而考虑向量型强度指标,以方差膨胀系数VIF作为标准,以解决参数间的多重共线性;随后,分别以峰值速度(PGV)和HI作为主变量,进行两组多元线性回归。结果表明,HI和峰值位移(PGD)适用于减隔震连续梁桥抗震性能评估,且较好表征近断层地震动的最优向量型强度指标。     

铅芯橡胶支座的隔震效果分析

采用Wen微分滞回模型,代表铅芯橡胶隔震支座的非线性滞回恢复力特性,对基础隔震结构的隔震效果进行了分析。结果表明,Wen微分滞回曲线可以较为准确地反映铅芯橡胶隔震支座的本构关系,其隔震效果比较明显。     

近断层地震动对基础隔震结构地震反应的影响

采用Open Sees对基础隔震结构进行了不同类型地震动作用下的地震反应分析,研究了近断层脉冲型地震动及其特性对结构地震反应的影响,表明近断层脉冲型地震动对基础隔震结构的地震反应有较大影响,甚至可能造成支座由于水平变形较大而导致其破坏,使基础隔震结构的隔震效果有所降低;在罕遇地震作用下,结构的地震响应随近断层地震动的PGV/PGA和PGD/PGA的增大而明显增大,其中PGV/PGA和PGD/PGA对支座位移的影响最大。因而,在近断层区域进行基础隔震结构设计时,应重点考虑地震动的脉冲效应对结构地震反应的影响。     

铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响

利用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座的力-变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律.研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的减震效果,减震效果评价指标基底剪力、支座位移、晃动波高都得到有效控制.隔震频率是影响LRB隔震储罐减震性能的主要参数,屈服强度参数、支座阻尼比影响次之.增大支座屈服强度可增加有效隔震频率范围,降低支座位移,但不一定能起到降低波高作用.高隔震频率、无阻尼比工况时,储罐地震响应远超过未隔震时响应;增大阻尼比可同时降低支座位移和晃动波高.在高隔震频率下,存在最优屈服强度和阻尼比,使得基底剪力最小.为使隔震支座发挥最大减震作用,应根据储罐不同高径比特点来优化配置铅芯橡胶支座参数.     

近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的倒塌模拟

分析了平面不规则基础隔震结构在近断层地震作用下的抗震性能,并对其进行了倒塌过程模拟.基础隔震结构目前在国内外都比较常见,其安全性也得到了广泛的关注.由于基础隔震结构的自振周期较长,所以近断层地震动对基础隔震结构的抗震性能有不利的影响.通过建立倒塌分析动力方程,使非线性仿真分析的解答精度得以保证,以此建立平面不规则基础隔震结构和非隔震结构模型,选择不同的近断层地震动作为输入进行非线性仿真分析.研究表明:近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的扭转效应相对于非隔震结构的扭转效应明显减小.同时,倒塌模拟表明,平面不规则的非隔震结构较基础隔震结构容易倒塌.     

铅芯橡胶隔震支座力学性能及隔震效果研究

介绍了铅芯橡胶隔震支座的组成和力学计算模型,并结合某实际工程,采用控制变量法对铅芯橡胶隔震支座的具体力学参数进行分析对比。分别对水平弹性刚度、水平屈服力、屈服后前刚度比和滞回参数进行比较,从隔震支座的相对位移、水平支座反力、连体部分位移和加速度等指标角度讨论最适合的参数选择,并得到最优的参数组合,同时根据优选的支座参数进行隔震效果分析,为隔震支座的工程设计应用提供了参考。