振动台模拟高层隔震结构多维地震反应的试验

目的为高层隔震结构设计理论和规范的编制提供试验依据．方法对缩尺为1：16两向高宽比分别为2．5和5的橡胶垫隔震结构模型进行三向地震动输入振动台试验．通过输入不同大小和类型的地震波，分析观察模型上部结构和隔震支座的地震反应．结果结构在小高宽比方向基本做刚体运动，大高宽比方向在强震时变形以第一振型为主，并有高阶振型的参与；在某些工况下，隔震支座竖向进入非线性受拉屈服状态；三向地震动发生时刻接近时，隔震支座水平面内产生最大变形．结论隔震上部结构减震效果较好；需特．别注意水平两向地震波峰值接近的情况；在某些不利地震动下，隔震支座进入受拉屈服状态，此时结构是不安全的     

大高宽比隔震结构双向输入振动台试验及数值分析

对高宽比为5的钢框架隔震结构模型,采用不同的地震波进行了水平向和竖向双向地震输入的振动台试验,利用时程分析法完成了模型结构地震反应的数值分析．结果表明,大高宽比隔震结构在水平向和竖向双向输入情况下的减震效果良好．在8度和9度地震作用下,试验观测到隔震层竖向进入了非线性受拉状态,测得支座最大拉应力3．176 MPa,隔震结构未出现倾覆．试验还发现,竖向输入地震动对隔震结构水平向地震反应的影响很小．对高宽比小于5的隔震结构进行水平向地震反应分析时,可忽略竖向地震对结构反应的影响．     

大高宽比隔震结构模型水平向振动台试验

目的为隔震设计理论和规范的编制提供试验依据．方法对1：4（缩尺）比例的大高宽比铅芯橡胶垫隔震结构模型进行高烈度区不同场地波下水平向振动台试验研究，观测隔震结构的动力响应．结果高烈度区的某些地震波激励下，大高宽隔震结构中的支座出现了拉力或者非线性变形．结论当输入地震波中长周期分量较多时，隔震结构隔震后的效果不是很好，隔震支座滞回曲线是均匀饱满的；当输入高烈度地震波时，对于像试验所选择的大高宽比结构，上部结构弯曲变形已开始占了较大部分；在高烈度地区应用橡胶隔震结构，橡胶垫要承受一定的拉应力，但是结构整体是安全的，而在某些不利地震动下，橡胶垫可能要受拉屈曲，因而此时结构是处于倾覆的临界状态．     

LRB隔震结构模型振动台试验研究(1)

为研究大高宽比隔震结构的多维抗震性能,对一缩尺1∶4比例高宽比为5的铅芯橡胶垫隔震结构模型进行了水平和竖向双向地震波输入下的振动台试验研究.通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应.试验结果表明:隔震上部结构减震效果较好;隔震支座在某些工况下,竖向可进入非线性受拉变形状态,此时的结构存在倾覆危险.试验相关数据的分析可为隔震结构设计理论和规范的编制提供参考.     

LRB隔震结构模型振动台试验研究(2)

为研究大高宽比隔震结构的多维抗震性能,对一缩尺1∶4比例,两向高宽比分别为2.5和5的铅芯橡胶垫隔震结构模型进行了多向地震波输入下的振动台试验研究.试验分为小高宽比隔震结构模型双向地震波输入、大高宽比隔震结构模型三向地震波输入.通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应.试验结果表明:各向地震波对结构反应将产生复杂的相互影响,当各向地震波发生峰值时刻接近时,这种影响更为显著.因此从安全考虑应该进行水平双向组合变形验算.     

隔震建筑结构地震动力响应过程分析

本文以结构动力学基本原理为基础,分析了具有基础隔震结构在地震反应中的动力性能。文中利用层间剪切模型分别计算基础隔震与基础固定两类建筑物在地震过程中的加速度,位移及层间剪力。计算结果表明,基础隔震能降低上部结构的加速度反应及变形。     

隔震结构动力反应研究

从结构动力学的基本理论出发，针对动力系统的不同频率比，分析了位移解中受迫振动和伴生振动的变化规律。同时，根据隔震结构的动力特性，采用简单的力学模型，基于数值分析结果，考察了隔震结构的动力反应。分析结果表明，对于频率比不大的动力系统，由于阻尼的作用，伴生自由振动很快衰减，故在研究中通常将其忽略。而对于隔震结构，由于其自振周期较长，伴生振动部分占有较大的比例，不能忽略。     

竖向地震动对隔震结构高宽比限值的影响分析

分析了竖向地震动对隔震结构的高宽比限值的影响，在考虑了场地条件，地震烈度的影响情况下，推导了隔震结构高宽比限值的简化计算公式。其公式对计算隔震结构其他因素的影响以及确定所给条件下隔震结构的高宽比限值提供了快速、简便的理论计算方法。其结论可为隔震结构的设计者和相应规范的制定者提供参考依据。     

长周期隔震结构的地震反应分析

采用等效线性化法和时程分析法,对4个周期不同的10层隔震结构进行等效线性化和时程分析,通过对比加速度反应谱,发现我国现行抗震设计规范中设计反应谱的长周期段反应谱偏大,并提出了隔震结构长周期段反应谱修正公式.对5层钢框架隔震结构模型进行振动台试验、数值时程分析、规范反应谱计算.结果表明,时程分析法的结果和振动台试验的结果比较接近,而按照规范反应谱的等效线形化方法计算出的结果与振动台试验的结果有一些偏差,加速度反应谱修正后结构的地震反应更加接近试验实测的结果,表明了新提出的反应谱取值在进行多质点隔震结构的地震反应分析时计算精度良好.     

结构隔震体系地震反应分析

运用整体有限元法建立了隔震体系在时域内求解的运动方程,并在此基础上考虑了隔震体系的恢复力特性,编制了地震反应计算程序。     

高层建筑随机地震反应的简捷计算

依据高层建筑的变形特征,将高层建筑简化为悬臂剪切梁、弯曲梁、弯剪梁和弯曲—剪切梁,给出了其振型函数和相应的计算参数;基于振型叠加原理,给出了高层建筑随机地震反应计算的一般化方法,且为完全二次项组合ＣＱＣ法,对不同类型的高层建筑,计算方法的差异仅在于振型函数的差异。最后,对某３０层高层建筑进行了随机地震反应数值分析,得到了一些有益的结论。     

规则弯剪型隔震结构等效模型计算方法

隔震技术不仅广泛应用在中低层建筑中,近来又被用于高层建筑结构的减震设计。对于高层隔震结构,隔震上部结构需考虑多阶振型影响,且因结构高宽比较大,总变形中存在的弯曲变形部分也应同时考虑。现有的两质点剪切型模型不能很好地反映实际结构的变形特点,一些学者提出的三质点模型,尚缺乏实际的操作性。为此,在已进行研究基础上,根据等效准则,通过对模型结构的计算分析,给出了针对弯剪变形类型规则型隔震结构等效模型的计算方法,利用该等效模型可较为方便对原隔震结构最大反应进行手工计算,从而提高了隔震设计的效率。计算实例表明,文中提出的计算方法是可行和可信的,等效模型与原结构地震反应具有很好等效性,且计算过程也较为简便。     

单悬挂结构减震性能分析

对单层有悬挂体的结构进行了分析,利用动力平衡方程和地震反应谱的原理,推导了单悬挂结构减震率的计算公式,并通过公式进行了分析,结果表明悬挂结构在一定的条件下具有很好的减震效果。     

地震作用下抗震与隔震连续梁桥动力响应试验研究

针对某跨海连续梁桥的抗震和隔震性能,通过将其简化,并根据相似比1∶10制作该梁桥单墩抗震与隔震试验模型,采用铅芯橡胶隔震支座,进行抗震及隔震地震模拟振动台试验,研究分别采用120、600、1 200和2 400年一遇地震波输入时结构的加速度响应、隔震支座剪力、墩顶剪力和隔震支座滞回性能,并根据单墩低周往复加载试验结果,判别在不同地震波作用时抗震桥墩和隔震桥墩所处的状态。试验结果显示:隔震后梁桥上部结构地震加速度响应在120和600年一遇地震时减小为抗震结构加速度响应的54%和55%;随着结构响应的增加,隔震位移越大,隔震支座耗能能力越强;采用隔震后,在2 400年一遇地震时,隔震梁桥整个桥墩在弹性范围内,桥墩地震响应小于开裂荷载,而抗震梁桥在600年一遇地震时,桥墩已达到开裂荷载。     

高层建筑矩形TLD系统等效阻尼比分析

推导出安装调谐液体阻尼器(TLD)的建筑结构在简谐地震作用下的等效阻尼比，并对影响等效阻尼比的各个参数进行了研究，最后求得最优化参数．     

隔震技术研究

为了促进隔震技术在多层建筑中的应用,降低地震带来的灾害,简要介绍了建筑设计中隔震消能减震技术的特征,并且结合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),对叠层橡胶垫基础隔震技术在多层建筑应用过程中的计算模型的建立、动力反应、隔震层的设计、应用范围、应用基础隔震技术须注意的问题等分别进行研究,提出隔震结构能够将主要的变形集中于隔震层处,多层房屋建筑采用隔震结构能有效降低地震反应,使结构在地震中保持弹性状态,从而可采用简便的线弹性分析方法,使结构分析更简便。     

多高层框排架-支撑结构减震设计及试验研究

为了解决多高层框排架-支撑结构存在的抗震能力较弱、出现薄弱层等问题,以某典型多高层框排架-支撑结构为实例,基于防屈曲支撑( buckling-restrained brace, BRB)消能减震技术设计了3种减震方案,并通过有限元软件对原结构及各方案进行了弹塑性分析。分析结果表明：3种方案均可改善层间位移角分布,提高结构抗震性能,其中降刚度方案的经济性及减震效果均较好。按1：10缩尺比例分别设计制作原结构及降刚度方案试验模型,通过静力往复加载试验,验证了减震方案提高结构阻尼比及抗震性能的效果。