多点连接二次结构地震响应的研究方法

首先讨论了目前研究多点连结二次结构地震响应的主要分析方法 ,然后提出采用具有连接区的混合模态综合法来分析隔震、减震二次结构体系的地震响应。该方法可以方便地研究主次结构连接构件阻尼、刚度的变化以及主体结构隔震层刚度、阻尼变化对主次结构地震响应的影响     

多层框架隔震结构的平移-扭转耦联响应

建立了地震作用下多层框架隔震结构的平移－扭转耦联振动模型和相应的运动方程，分析了基础隔震下双轴偏心框架结构平移－扭转偶联地震响应，在隔震和非隔振情况下，计算了多层框架结构不同偏心的地震反应。结果表明，对易于扭转变形的结构，采用基础隔震技术可明显减少结构的扭转响应和层间变形。     

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．计算了输入Ｅ１－Ｃｅｎｔｒｏ（Ｎ－Ｓ）地震波时体系的动力反应．计算结果表明：隔震体系上部结构的加速度反应大大降低     

立式储罐基底隔震的基本理论

鉴于目前储罐基底的隔震研究大都是在Haroun模型的基础上进行的.本文以储罐基底隔震为基础,从储罐的晃动、刚性运动、液固耦联弹性运动出发,根据储罐结构所满足的速度势和边界条件,选择合理的势函数,研究储罐动水压力、波高、基底剪力和弯矩的动响应理论表达.利用相同激励下原型罐和等效力学模型罐基底剪力和弯矩等效原则,求出储罐分析力学模型的等效质量及相对质心高度,建立了隔震三质点控制体系简化分析的力学模型,给出了储罐抗震设计参数波高、基底剪力和弯矩简化分析表达.由Harmilton原理出发,考虑晃动和罐——液耦联振动周期相差较大,将两者作为不耦联运动,建立了隔震体系的运动方程.并对2×104m3和15×104m3储罐隔震和非隔震地震响应进行了时程分析研究,结果表明,基底隔震体系起到了很好的隔震效应.     

基于主动控制优化被动黏滞阻尼器及混合隔震研究

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动粘滞阻尼器的策略。并将被动粘滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加经济简便的方式解决隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题。首先将主动控制装置设置于隔震层形成主动混合隔震控制体系,采用主动控制算法获取隔震层主动控制力与速度特性,其次,利用主动控制力与速度关系曲线,通过最小二乘法拟合被动粘滞阻尼器的最优阻尼系数与速度指数,最后将设计出的被动粘滞阻尼器安装于隔震层,形成被动混合隔震控制体系。以一栋七层基础隔震结构为受控模型,通过对主动混合隔震控制体系与被动混合隔震控制体系的仿真分析可知：主动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为39.41%,45.04%及55.54%;被动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为36.40%,44.30%及52.51%;被动混合隔震控制对于隔震层位移的减震率能够达到主动混合隔震控制效果的90%以上,被动混合隔震控制对于隔震层加速度响应的减震率能够达到主动混合隔震控制的60%以上,被动混合控制也同样实现了减小隔震层地震响应的同时不增加上部结构的响应,依据主动控制算法设计的被动粘滞阻尼器形成的被动混合控制结构能够基本实现主动控制的效果。说明依据主动控制设计被动粘滞阻尼器实现主动控制效果的思想的可行性。     

橡胶基底隔震储罐地震模拟试验研究

针对立式钢制储罐模型,进行了无隔震和有橡胶基底隔震体系振动台的动力特性及地震响应模拟试验研究．结果表明：橡胶隔震能够有效地降低中短周期地震动对上部结构的动力响应,减震效果明显;橡胶隔震对液体表面的晃动有影响,延长液体表面的晃动周期,不同地震动隔震对波高的影响不同;橡胶隔震体系在有效隔震剐度段内,等效刚性质点处加速度降低50％以上,液固耦合质点处加速度降低77％,晃动质点处加速度降低81％。上部结构体系近似平动,相对位移响应较小;橡胶隔震对长周期地震动仅在一定条件下有控制作用．     

基础滑移隔震体系滑移位移谱研究

采用Matlab/Simulink分析了纯摩擦滑移隔震体系在地震作用下的动力响应,建立了滑移隔震结构的多自由度计算模型,并分别对比了滑移隔震体系的等代单自由度刚体模型、双自由度模型与多自由度模型的滑移位移谱、滑移量时程分析曲线.计算结果表明,双自由度模型与多自由度模型的动力响应比较接近;隔震层的最大滑移量只与摩擦系数和输入的地震波有关,而与结构的整体质量无关;当隔震层的摩擦系数小于0.1时,单自由度刚体模型的和多自由度体系的滑移位移谱拟合较好,从而验证了等代刚体结构确定的滑移位移谱模拟实际滑移隔震结构的合理性和可行性,为滑移隔震体系的推广建立了基础.     

隔震结构等代体系动力响应的小参数逼近解法

采用侧推法将一般多自由度隔震结构等效代换为双度振动体系,建立了振动体系动力特性的小参数近似解,提出了比例及非比例阻尼模型的隔震等代体系动力响应解答形式,并用数值算例试算了隔震刚主比动力特性小参数解答精度的影响。     

地基—基础隔震结构系统的动力响应

着重讨论不同地基条件下基础隔震结构的地震响应。把地基－基础隔震结构作为一个完整系统分析，对其中的隔震结构采用了集中质量模型；视地基为置刚性基础于其上的各向同性半空间，半空间的特性则用弹簧－粘性阻尼器组合而成的Ｖｏｉｇｈｔ固体来代表。     

高层组合隔震结构随机地震响应及优化分析

利用虚拟激励法分析了高层组合隔震体系在平稳随机地震激励下的随机响应。隔震层由叠层橡胶支座、摩擦滑移支座及粘滞阻尼器组成。采用等效线性化处理,建立非线性阻尼多自由度线性模型,采用了能较好模拟长周期地面运动的加速度功率谱密度函数。分别建立隔震层位移和上部结构层间位移的极限状态方程,采用一次二阶矩方法计算结构各层间位移的失效概率,并根据串联系统的可靠度界限理论计算隔震结构的体系可靠度。以江苏省高烈度区宿迁市某25层的高层组合隔震结构为例,通过随机地震响应分析,得到结构隔震层和上部结构位移峰值响应的统计量以及各楼层的失效概率和结构体系可靠度,结果表明高层结构采用组合隔震技术后,体系的动力可靠度较不隔震时有明显提高。     

砌体结构基础隔震随机地震响应分析的复模态法

运用随机振动的时域复模态分析方法，对砌体结构房屋基础隔震体系在平稳随机地震激励情形下的响应进行了分析，得出隔震结构体系的地震反应统计特征。     

巨-子结构控制体系的参数优化及随机响应灵敏度分析

为了研究巨-子结构控制体系中隔震层的最优参数,建立了巨-子结构控制体系的动力微分方程,基于遗传算法理论以基底剪力最小为优化目标对结构的物理参数进行了优化.采用虚拟激励法和摄动法,分析了巨-子结构控制体系平稳随机响应对各参数的灵敏程度.通过主结构层问位移方差、隔震层层间位移方差、子结构顶层绝对加速度方差对各参数的敏感程度分析表明,各响应对子结构的层刚度敏感性最小,而对子结构层质量、隔震层层刚度以及隔震层阻尼较为敏感.     

隔震结构动力时程响应的一种工程实用算法

对非比例阻尼体系动力响应的时域一般解答做了简介，分析了非比例阻尼隔震体系在阻尼耦联及频域响应方面的特点，提出了任意多自由度体系时域动力响应的一种工程实用算法．并通过实际隔震工程算例的结果对比，表明本文算法与复振型分解法、双精度Fortran下的Wilson-θ法及Matlab下的Simulink这3种方法几种算法的时程曲线完全重合．     

立式储罐并联隔震地震反应分析

为减少地震作用下的储罐地震响应,采用基础隔震的减震方法,将环梁基础设计成具有滑移和隔震支撑并联的结构体系,将晃动和液固耦联振动考虑为不耦合多质点体系.以基底剪力是否大于屈服剪力为判断界限,采用Newmark-β时程法研究了不同地震烈度、不同摩擦系数、不同并联滑移隔震支座负担的结构重量比γ、不同场地、不同高径比,不同隔震周期及等效阻尼比对上部储罐地震响应的影响.研究结果表明:隔震后,在一定的设计参数下,基底剪力明显减低,晃动波高有放大效应.各参数不同,隔震效果不同,参数设计存在优化问题.     

应用SMA复合橡胶支座的大跨度空间结构隔震研究

目的为了减小地震作用下大跨度空间结构的地震响应,笔者对采用了SMA（形状记忆合金）复合橡胶支座隔震体系的大跨度空间结构的隔震效果进行了研究.方法通过SMA材料的拉伸试验验证了SMA材料的本构模型;设计了基于SMA材料的SMA复合橡胶支座,给出了SMA复合橡胶支座的工作原理和恢复力模型;建立了一大跨度空间结构的有限元计算模型,数值分析了计算模型在地震作用下采用SMA复合橡胶支座隔震体系后的隔震效果.结果计算结果表明：采用SMA复合橡胶支座隔震体系后,大跨空间结构的竖向位移可减小70%,控制杆件内力可减小70%以上.结论表明了SMA复合橡胶支座对大跨度空间结构是一种有效的隔震体系.     

层间隔震结构的随机地震反应与失效概率分析

建立了层间隔震结构的动力分析模型,采用低频模拟和高频模拟方法相结合的综合功率谱模型模拟地震地面运动功率谱,运用虚拟激励法进行层间隔震结构的随机地震反应进行了分析,得到了隔震层及其他各层层间响应峰值的统计量。以隔震层和其他各层最大层间位移作为控制指标,建立极限状态方程,采用一次二阶矩方法,用MATLAB编程计算其失效概率,并用串联模式计算体系的整体失效概率。以江苏省高烈度区宿迁市的某20层的框剪结构为例,利用上述方法计算了层间隔震结构的位移随机响应和整体失效概率,并与非隔震结构进行了比较。结果表明,层间隔震结构上部各层失效概率较非隔震结构大大减小,且各层失效概率分布比较稳定。隔震结构整体的失效概率要远小于非隔震结构,层间隔震结构的动力可靠度显著增加。     

隔震结构动力时程响应工程算法的精度对比

基于隔震系统对非比例阻尼动力响应的解偶效应，提出了可以计算任意多自由度体系时域动力响应的工程实用算法．引入一个实际隔震工程作为算例，在输入两种不同的地震波时，用本文算法计算地震响应，并与复振型分解法、双精度Fortran下的Wilson-θ法及Matlab下的Simulink这三种方法的位移、速度和加速度时程曲线进行了对比，并分析了峰值响应误差．结果表明，本文算法与其它几种算法的时程曲线完全重合，当隔震阻尼比取值为设计阻尼水准时，具有良好的精度．     

基础隔震结构基于设计反应谱的地震作用取值

首先建立了基础隔震结构的运动方程.由于所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,因此用复模态法解耦,得到了结构地震响应的时域表达式;然后引用欧拉变换,获得了响应关于一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,根据振型分解反应谱理论就可以求解基础隔震结构基于设计反应谱的地震响应和地震作用.最后,通过一个例子来说明该方法的精度和应用,以便为理论研究、工程设计和规范的修正提供参考.     

隧道-土-地表建筑相互作用体系下的地表建筑隔震研究

伴随着我国城市化的快速发展,城市地下空间大量开发,而地震作用下地铁隧道与邻近地表建筑之间的存在的相互作用加剧了体系地震响应,不利于结构抗震。通过有限元软件ABAQUS,构建起隧道-土-地表建筑相互作用的三维计算模型,通过分析地表建筑物及隧道的加速度、位移及应力反应,探究在地表建筑基础顶面与上部结构之间施加隔震层后对地表建筑的减震效果及对邻近隧道的地震响应影响。结果表明：(1)通过在地表建筑通过设置隔震层,延长了地表结构的自振周期,地表建筑的加速度、层间位移及最大主应力均得到明显降低,提高了地表建筑的抗震性能。(2)地表建筑设置隔震层后,邻近地下隧道的地震响应相较于地表非隔震结构体系,其隧道各关键点水平绝对位移及拱顶和拱底相对位移均有所放大,不利于隧道结构抗震。     

大型全容式LNG储罐基础隔震地震响应分析

为了给大型LNG储罐基础隔震设计提供理论和技术支撑,将混凝土外罐依据的剪切悬臂梁理论,钢制内罐依据的速度势理论,引入隔震层刚度和阻尼,建立了LNG储罐基础隔震体系的等效力学模型;应用Hamilton原理,推导了LNG储罐基础隔震体系运动方程,给出了地震响应的理论表达．针对160 000 m³大型LNG储罐进行数值分析,结果表明:除晃动波高外,基底剪力和倾覆弯矩减震效果明显;进行LNG储罐基础设计时,要考虑外罐的影响,而钢制内罐设计时,可以忽略外罐的影响;LNG储罐隔震设计时,要考虑隔震对晃动带来的影响,进行优化设计．