某钢筋混凝土剪力墙结构隔震设计及耗能分析

本文详细介绍了某钢筋混凝土剪力墙结构的隔震设计过程及耗能情况。该结构隔震层设置于地下室顶板与首层之间,共布置了18个天然橡胶隔震支座和40个铅芯橡胶隔震支座;采用ETABS有限元软件建立非隔震结构与隔震结构两个计算模型,分析比较了结构隔震前后的动力特性和隔震效果,并对隔震结构进行了罕遇地震作用验算和抗风承载力验算,最后分析了隔震结构罕遇地震下结构耗能与加速度响应。分析结果表明,结构隔震层能够很好吸收地震能量,大大减小地震输入能量往上部传递,显著降低了上部结构的地震作用和加速度响应,从而大幅度提高了结构的安全性和舒适性。     

地铁上盖多塔楼隔震与减振设计研究

考虑到转换层刚度突变对结构地震响应的不利影响以及地铁振动带来的舒适度问题,采用厚肉橡胶支座对上海莘庄地铁上盖多塔结构进行了层间隔震设计研究。采用时程分析方法,分别对采用刚性转换层结构方案和隔震层转换方案进行了计算。通过设防地震作用下刚性方案和隔震方案的结构响应对比,验证了隔震效果。通过罕遇地震作用下隔震层转换方案支座最大位移和拉应力验算,验证了隔震结构在罕遇地震作用下的安全性能。并根据相关规定,验算了结构抗风和微振动的性能。计算结果表明,经过合理的设计,采用厚肉橡胶支座的隔震既能达到普通橡胶支座隔震相同的效果,又没有结构的倾覆摇摆问题,为上盖塔楼结构的抗震与减振设计提供了一种新思路。     

某高烈度区隔震结构设计与分析

运用ETABS软件对某高烈度区的结构进行了隔震计算,通过设防地震和罕遇地震的时程分析,确定了隔震垫的布置形式、水平向减震系数。对隔震支座在罕遇地震下的应力及位移验算、整体结构的抗风验算表明本项目隔震设计达到了较好的隔震效果,隔震层的设置也为结构增加了较大的安全储备。通过计算可以看出:(1)根据隔震后结构的前几阶阵型周期的增大情况,可以初步判断隔震支座是否合理。(2)四周框架柱尽量选用铅芯橡胶支座,以降低体型的扭转效应,减小上部结构的地震响应,同时满足抗风的要求。(3)罕遇地震下验算隔震支座的竖向拉应力和位移时,按三向地震输入,拉应力和位移较按两向地震输入大,更为不利。     

山西某公寓楼基础隔震设计与研究

对位于山西某8度设防烈度区的一公寓楼采取基础隔震设计,柱底设置隔震装置,选用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座。通过时程分析方法,分析隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的地震响应。计算结果表明,隔震后结构的自振周期明显延长,上部结构的楼层剪力和层间位移角显著降低,反应位移主要集中在隔震层,隔震效果较好,支座耗能能力较强,结合建筑抗震规范,上部结构抗震设防烈度可按降一度设计。     

SMA-橡胶支座在单层球面网壳结构中的隔震分析

对新型SMA-橡胶支座隔震单层球面网壳结构进行了系统的动力分析。给出了理论分析方法,编制了相应的计算程序。对某凯威特单层球面网壳在不同工况下地震响应的数值模拟表明,该新型隔震支座可有效降低空间网壳结构的振动响应。     

某国际会议中心复合隔震设计与研究

对位于8度抗震设防烈度区的某国际会议中心进行基础隔震设计,隔震层采用铅芯橡胶支座、天然橡胶支座和弹性滑板支座组成的复合隔震体系,并在隔震层布置多个粘滞阻尼器以降低结构位移响应。分析表明:采用该复合隔震体系可以大幅降低上部结构地震响应,达到使主体结构地震作用降低一度的设计目标。     

北京化工大学高精尖创新中心隔震设计

北京化工大学高精尖创新中心地上部分主要建筑功能为实验室及办公室。主体结构地上10层,结构高度为43.2m,地上结构体系为框架-剪力墙结构。为保证上部实验室仪器的安全及精密性,并防止地震作用下危险化学物品带来的二次灾害,本建筑采用隔震设计。隔震层由铅芯橡胶支座、普通橡胶支座、滑动支座组合而成。在±0m位置处设置橡胶隔震支座,在电梯核心筒处基础顶面设置滑动支座,并在隔震支座下支柱顶设置拉梁。主要阐述框架-剪力墙结构隔震设计的关键及难点问题,重点研究罕遇地震下支座最大拉应力计算分析、隔震支墩设计、核心筒底板滑动支座布置方法等。分析结果表明,采用拉压刚度双线性模型来模拟支座竖向刚度,能够真实地反映大震作用下支座的拉应力状态。     

强震下支座强化与碰撞对隔震结构地震响应的影响

重点研究了在隔震结构中使用的铅芯橡胶支座的极限性能及碰撞响应。对结构输入新纪录的鲁甸地震波和景谷地震波,对比分析非隔震结构在设防烈度地震作用下和隔震结构在特大地震作用下(即隔震支座发生极限变形时)结构的地震响应,比较铅芯橡胶支座极限变形发生硬化前后的支座滞回曲线。在特大地震作用下,支座发生硬化,支座的水平变形能力降低,水平应力增大,基本力学性能保持稳定,能确保发生大震后具有较好的震后安全性保障。隔震结构在特大地震作用下与隔震沟的碰撞响应计算,由于碰撞产生较大的加速度响应,隔震沟的宽度应合理设置。     

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.     

某教学楼结构隔震设计及分析

以某教学楼结构设计为例,采用基础隔震技术,在上部结构与基础之间设置由橡胶支座和阻尼器组成的隔震层,以改变结构体系振动特性。采用分部计算方法,通过ETABS软件Rubber Isolator+gap单元模拟隔震支座,进行隔震分析。计算结果表明：结构采用基础隔震后,结构地震响应明显降低,隔震后上部结构水平地震作用可降低1度;罕遇地震作用下支座拉应力最大值<1.0 MPa,说明结构质心和刚心相距较小,没有发生倾覆的趋势;支座压应力最大值为14 MPa,远<30 MPa,该工程的隔震支座布置合理,安全性较好。     

某住院楼基础组合隔震体系隔震性能分析

组合隔震技术的应用,能充分发挥不同类型隔震支座的优势,达到最佳的隔震效果。对此,以上海某医院一住院楼为研究对象,将天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、弹性滑板支座组合成6类隔震体系。将这6类隔震体系进行弹塑性时程计算,分析比较了不同隔震体系下的水平向减震系数、隔震支座最大位移、楼层位移和层间位移角、抗风承载力验算计算结果。分析结果表明,组合隔震体系相对单隔震支座体系有更好的隔震性能;铅芯橡胶支座对隔震层位移的减小效果最为明显。     

带新型抗风拉索高层隔震结构抗风与隔震性能研究

提出一种由灰铸铁与钢丝绳组成的新型串联型抗风拉索用于高层隔震结构,实现风荷载作用下协同铅芯橡胶支座抗风,减少铅芯橡胶支座数量;多遇地震作用下抗风拉索退出工作,减小隔震层的等效水平刚度,以解决隔震层同时协调抗风性能与隔震性能的问题。利用有限元分析软件ETABS对设置了抗风拉索的高层隔震结构进行风荷载作用与地震作用的时程分析。分析结果表明:风荷载作用时抗风拉索拉力远小于其极限拉力设计值,抵抗水平风荷载具有足够的安全储备;多遇地震作用下拉索拉力超出其极限拉力,拉索破坏退出工作;多遇地震作用下,抗风拉索的灰铸铁达到极限拉力而破坏,钢丝绳远没达到其极限拉力,震后返修只需要更换铸铁件即可,体现了经济性;多遇地震作用下全部拉索几乎同步进入极限拉伸状态,同步退出工作;拉索退出工作后,隔震性能指标达到设计目标,整体隔震效果得到提高。     

钢筋混凝土框架结构层间隔震有限元分析方法

层间隔震是当前抗震防护技术中的热点问题之一。本文首先给出钢筋混凝土弹性矩阵的等效计算方法以及普通叠层橡胶支座(RB)、铅芯橡胶支座(LRB)等效弹簧单元刚度矩阵的计算方法;接着采用ABUQUS软件建立框架数值模型并设置相应的边界条件;最后以一幢8层钢筋混凝土框架结构建筑为例,通过数值计算,比较分析了以RB橡胶支座和LRB橡胶支座作为隔震装置的两种层间隔震方案的优劣。计算结果表明:与传统结构相比,两种层间隔震方案都能大大降低上部结构的加速度、位移响应;上部结构运动近似于刚体运动,抗震效果明显。总体上看,LRB隔震方案优于RB隔震方案。本文方法对钢筋混凝土层间隔震技术的数值模拟研究有一定的意义。     

考虑隔震支座转动及P-Δ效应的串联隔震结构响应研究

针对叠层橡胶隔震支座与地下室悬臂柱组成的串联隔震体系的P-Δ效应及叠层橡胶隔震支座转动问题,通过简化建立考虑P-Δ效应、叠层橡胶隔震支座转动及悬臂柱柱身变形的上部结构与独立悬臂柱串联隔震体系的力学模型,推导出考虑P-Δ效应及叠层橡胶隔震支座转动共同作用下的串联隔震体系的频率方程,然后通过数值的方法求解该串联隔震体系的频率与振型。根据Betti定律,推导出考虑P-Δ效应及叠层橡胶隔震支座转动的串联隔震体系的广义质量及广义荷载,然后通过振型叠加法求解串联隔震体系的地震响应。最后应用该地震响应求解方法对一实际工程进行仿真及参数分析。结果显示本文考虑P-Δ效应、叠层橡胶隔震支座转动及悬臂柱柱身变形的串联隔震体系动力响应求解方法能方便地计算悬臂柱的变形、柱顶转角以及结构的动力响应;悬臂柱水平名义刚度与隔震支座水平刚度之比较小时,悬臂柱与隔震支座组成的串联隔震体系的地震响应与隔震支座底部固结直接积分法得到的响应差别较大,随着悬臂柱刚度的增加,差别迅速减小,可根据刚度比确定独立悬臂柱的截面;在保证隔震效果的情况下,隔震支座竖向刚度应尽量加大,以减小隔震支座转角;当悬臂柱支撑的隔震结构隔震支座底部按固结计算时,P-Δ效应主要影响下部独立悬臂柱的响应,计算独立悬臂柱的响应需考虑P-Δ效应的影响。     

橡胶支座隔震技术在灾区重建工程中的应用

隔震结构体系是区别于传统抗震结构体系的一种被动控制体系,通过设置隔震层来吸收并消耗地震能量,减小结构的地震反应,确保结构的安全。本文通过采用橡胶支座隔震技术的四川某灾后重建工程实例,运用时程分析法对隔震结构的地震反应进行了计算分析。分析结果表明,隔震结构在罕遇地震作用下仍处于弹性工作状态,结构具有较好的抗震性能。本文同时介绍了橡胶隔震支座的施工工艺及注意事项,希望对今后类似工程有一定借鉴作用。     

云南省昆明博物馆新馆基础隔震结构非线性动力分析

云南省昆明博物馆新馆位于高烈度区,采用铅芯橡胶隔震支座及普通橡胶隔震支座混合基础隔震体系。采用大型有限元分析软件etabs v9.5.0对其建立了基础隔震结构及其相应的非隔震结构的三维实体模型,采用非线性时程分析法对此模型进行了两个水平向地震作用的分析,讨论了隔震结构在多遇地震和罕遇地震下的隔震性能。分析结果表明,基础隔震结构能够满足高烈度区罕遇地震作用下的抗震需求,且基础隔震结构的水平地震响应明显低于非隔震结构,表现出良好的减震效果。在地震易发区,采用基础隔震结构是一个性价比较高的方法。     

考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型及其地震响应研究

隔震支座是基础隔震结构中的重要装置,高阻尼橡胶隔震支座具有隔震效果好,环保无污染等优点,但其力学性能复杂,应力-应变曲线与多种因素相关。本文提出了一种考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型,研究其对隔震结构地震响应的影响。首先,通过多步松弛试验和不同速度下的循环剪切试验探明加载速度和压力对高阻尼橡胶力学特性的影响。其次,提出一个基于改进超弹性Zener模型的支座本构模型来同时考虑加载速度和竖向压力,并根据高阻尼橡胶的材料试验结果识别模型中的参数,再通过支座试验验证模型的准确性。最后,分析某隔震结构在高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性和近断层脉冲型地震动综合作用下的地震响应特点。结果表明:高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性在近断层脉冲型地震作用下表现得较明显,会对隔震结构的地震响应产生影响,应在隔震设计中予以关注。     

考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度#br# 相关性本构模型及其地震响应研究

隔震支座是基础隔震结构中的重要装置,高阻尼橡胶隔震支座具有隔震效果好,环保无污染等优点,但其力学性能复杂,应力-应变曲线与多种因素相关。本文提出了一种考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型,研究其对隔震结构地震响应的影响。首先,通过多步松弛试验和不同速度下的循环剪切试验探明加载速度和压力对高阻尼橡胶力学特性的影响。其次,提出一个基于改进超弹性Zener模型的支座本构模型来同时考虑加载速度和竖向压力,并根据高阻尼橡胶的材料试验结果识别模型中的参数,再通过支座试验验证模型的准确性。最后,分析某隔震结构在高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性和近断层脉冲型地震动综合作用下的地震响应特点。结果表明：高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性在近断层脉冲型地震作用下表现得较明显,会对隔震结构的地震响应产生影响,应在隔震设计中予以关注。     

双层隔震组合装置在某高层框剪结构上的应用分析

某高层框剪结构隔震装置采用普通橡胶支座和滑移支座组合装置形式,分别在电梯井基础顶部和地下一层柱顶设置隔震层,分析结果表明,本隔震结构隔震效果良好,地震设防烈度可降低一度,且采用组合隔震装置形式减少隔震装置费用。     

基础隔震结构隔震层水平性能设计研究

对于基础隔震结构,隔震层的水平刚度和阻尼比是其减震效率的关键因素。以成都博物馆为工程实例,以试验得到橡胶隔震支座的力学性能参数为基础,建立隔震与非隔震结构有限元计算模型。在多遇地震作用工况下和罕遇地震作用工况下,隔震层水平刚度在0.25～2.0倍实际工程隔震层水平刚度范围内,阻尼比在5%～30%范围内,对比分析结构层加速度、总剪力及总倾覆力矩的减震效率变化趋势,以及减震效率与隔震层水平刚度和阻尼比之间的对应关系。基于对比分析结果,对采用叠层橡胶支座的基础隔震结构,提出了不同隔震目标下隔震层水平刚度和阻尼比的建议取值范围。