三水准地震下隔震结构提离摇摆界限谱模型研究及试验验证

准确评价隔震结构的摇摆响应状态是判断地震作用下隔震支座是否稳定以及结构是否安全的重要基础。根据支座的不同受力变形状态,提出隔震结构的摇摆界限状态,即未提离、提离和摇摆状态,并提出了基于刚体摇摆模型的状态判别方法。通过地震时程分析,讨论了高宽比AR、竖向屈重比α_v、水平屈重比α_h、竖向周期T_v、水平周期T_h、系统阻尼比η等参数对隔震结构摇摆响应的影响,得到了隔震结构未提离、提离、摇摆的界限谱以及各参数对界限谱的影响规律,并通过两个振动台试验进行验证。分析结果表明,摇摆响应随α_v,T_h,η的增加而减小,随AR,T_v增加而增大,其中T_v,T_h对摇摆响应的影响最大,控制摇摆响应最关键的措施是增加T_h、减小T_v。     

农村房屋新型隔震与抗震砌体结构振动台试验研究

为提高农村房屋的抗震减震能力,提出了一种新型基础滑移隔震构造的砌体房屋和一种异形保温砌块带构造柱砌体房屋,并均已获得国家发明专利。进行了4个农村房屋结构模型的模拟地震振动台试验研究,试验模型包括：1个基础滑移隔震砌体房屋和1个对比的抗震房屋;1个异形保温砌块带构造柱砌体房屋和1个对比的普通保温砌块砌体房屋。通过试验,研究了基础滑移隔震结构的工作机制,分析了抗震结构的抗倒塌能力与墙体破坏过程。研究表明：提出的基础滑移隔震结构,构造简单,造价低廉,工作可靠,当峰值加速度为0.1g时滑移隔震系统便可启动,可显著减小上部结构的地震作用;异形保温砌块带构造柱砌体房屋与普通保温砌块砌体房屋相比,其承载力高,刚度退化慢,延性较好,综合抗震能力显著提高。本文研发的新型基础滑移隔震砌体结构和异形保温砌块砌体结构,适于农村房屋的建造。     

昆明新国际机场航站楼基础隔震设计及抗震性能分析

昆明新国际机场航站楼是目前世界上最大的隔震建筑之一。对隔震层的布置方案进行了详细地阐述,建立了航站楼的有限元模型并进行动力反应分析。对昆明新国际机场航站楼进行了振动台试验研究,试验中模型结构的缩比为1/60,隔震层也进行了相应的简化布置。试验结果表明,隔震结构的减振效果能达到50%。最后对原型结构进行了抗震性能分析,探讨了原型结构在不同水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应,并与试验结果相对比,有限元分析结果与试验结果吻合较好。理论与试验证明,昆明新国际机场航站楼隔震机理清晰且隔震效果良好,大跨结构应用基础隔震技术是有效的。     

一种基于再生混凝土的装配式结构抗震性能试验研究

为了研究低成本抗震节能结构体系,进行了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土力学性能试验。对再生混凝土剪力墙进行了拟静力试验,分析了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土剪力墙承载力、破坏形态以及滞回特性。提出一种隔震装置以及装配式结构,通过模拟地震动振动台试验分析隔震结构在地震作用下的抗震性能并检验隔震装置的有效性。结果表明：再生混凝土的力学性能随着聚丙烯纤维的加入而提高;再生混凝土剪力墙具有较高的抗震性能和承载能力;装配式结构洞口处和墙柱连接处为薄弱部位,地震作用下洞口处裂缝呈现 X 形分布,墙柱连接处几乎形成贯通的裂缝。在不同地震波作用下,隔震后结构沿高度方向上的振动趋于整体平动,表明该隔震装置对于结构隔离地震作用具有一定的效果,但该隔震装置的隔震效果与输入地震波的频谱特性有关,设计时,需要选择适当的场地。     

柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架抗震性能的振动台试验研究

柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架结构,是经过特殊节点设计与结构控制理论相结合而形成的一种新型消能减震结构体系。通过对一个缩尺比1/3的三层三跨摇摆框架模型和一个同尺寸的常规钢筋混凝土模型进行模拟地震振动台对比试验,研究模型结构在不同水准地震作用下的动力特性、加速度响应、位移响应,分析结构的抗震性能。试验结果表明柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架集中耗能机制明确,地震作用后能自主复位,主体承重构件在大震下保持完好,是一种免损伤的新型结构体系。     

一种新型基础滑移隔震框架结构体系的理论分析与研究

采用聚四氟乙烯-钢板为滑移支承元件,利用软钢U型带片为限位消能元件提出了一种应用于框架结构的新型的滑移隔震体系,克服了传统滑移隔震限位装置一滑就限增加上部结构的地震反应的缺陷.运用有限元SAP2000分析软件对新型的滑移隔震结构的自振特性进行分析,与相应四种不同形式的结构的有限元模型在加速度和滑移量等方面进行了对比.分析结果表明所提出的新型滑移隔震体系在结构隔震性能方面有很大的优越性.同时,通过将输入的地震波进行调整后,得到了结构在基本烈度和罕遇烈度下,碰撞前后不同阶段、不同场地土、不同刚度的限位消能元件的隔震性能,为滑移隔震技术应用到框架结构的实际工程中提供了可能.     

巨-子型结构控制体系抗震性能的试验研究

研究开发了一种新型的高阻尼比减隔震支座,设计了一个与实际工程结构相接近的Y字型巨-子结构钢模型,并分别对传统巨-子型结构抗震体系和采用新型减隔震支座连接的控制体系进行了振动台试验。结果表明,与传统的巨-子型结构抗震体系相比,新型的巨-子结构控制体系在地震作用下的反应显著降低,具有良好的减震效果。由试验观察到的该控制体系减震机理与理论分析结果相吻合,可为工程设计和应用提供参考。     

多维地震作用下隔震桥梁地震反应（Ⅱ）——理论分析与试验结果比较

为了研究铅芯橡胶支座(LRB)隔震桥梁在双向水平地震激励下的非线性地震反应,首先用Bouc-Wen模型模拟水平正交两向作用力条件下LRB支座非线动力行为的双向恢复力特性.在此基础上,提出一种双向水平地震激励下多跨连续隔震桥梁的非线性地震反应分析模型以及求解方法,并通过隔震连续梁桥结构模型振动台试验证实了所建立双向多自由度计算模型的正确性,以及铅芯橡胶隔震支座两水平方向力变形相互耦合作用模型的合理性.因此,对隔震桥梁LRB支座进行设计时,建议考虑支座恢复力的相互耦合作用;多维地震动输入时,特别是竖向地震分量较大时,进行橡胶支座设计时应考虑铅芯橡胶支座上有竖向拉力产生的情况.     

高延性混凝土加固无筋砖墙抗震性能试验研究与承载力分析

为研究高延性混凝土(HDC)加固无筋砖墙的抗震性能,设计制作了3片HDC面层加固砖墙、1片钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙和1片作为对比试件的未加固砖墙,通过拟静力试验,研究了HDC面层加固砖墙的破坏形态、滞回性能及耗能能力。试验结果表明：HDC面层可对墙体形成约束作用,延缓墙体开裂并改变墙体的破坏模式,提高墙体的承载力和延性;与钢筋网水泥砂浆面层加固相比,单面HDC加固的墙体开裂荷载与耗能能力明显提高,承载力下降缓慢。针对试件的破坏形态,考虑未开裂区加固面层对墙体水平承载力的贡献,提出了加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

一种新型分缝耗能砌体填充墙的抗震性能试验与有限元分析

震害显示填充墙的破坏不仅会造成严重的经济损失,还会影响建筑的使用功能,阻碍震后的救援工作,因此,增强填充墙的抗震性能对提升建筑结构整体的抗震韧性有重要意义。提出了一种分缝耗能的低损伤砌体填充墙,通过在墙内合理设置竖缝和连接件,来减轻墙体在地震作用下的损伤;开展了足尺分缝耗能填充墙的低周往复加载试验,对其损伤演化机理和滞回特性进行了研究;并建立了分缝耗能填充墙的精细有限元模型,对其滞回性能进行模拟。研究结果表明:该文提出的分缝耗能砌体填充墙有效可行,相比于普通砌体填充墙,变形能力提升了约1.6倍,在相同位移下的损伤程度明显减轻,层间位移角1/200时,分缝耗能填充墙仍处于轻微损伤状态,层间位移角达到1/100时,分缝耗能填充墙处于中等损伤状态。