健康监测技术在隔震结构中的应用

本文介绍了健康监测系统，并结合其在E区隔震结构中的应用，利用智能传感器来监测隔震支座的位移变形以及钢巨柱的应变，以此来研究 E 区隔震结构的性能状态。     

一种常阻尼隔震支座开发及在建筑结构的应用研究

为解决在大变形条件下,隔震支座阻尼力不足的问题,提出一种常阻尼隔震支座。该支座的特征是在传统橡胶支座基础上,竖向并联金属摩擦阻尼器,将二者组合成橡胶与摩擦阻尼器组合而成的新型隔震支座,实现支座在大变形下等效阻尼比不明显降低。通过阻尼器的性能试验,验证了本文构造的可行性;基于SAP2000软件对某隔震框架结构进行分析,对比研究铅芯橡胶支座、常阻尼隔震支座的隔震效果,结果表明常阻尼支座在控制隔震层位移方面具有更大的优势。     

基于智能传感技术的广东科学中心隔震系统实时监测研究

大型土木工程结构在建造和使用过程中,因各种自然或人为因素的作用,不可避免地会发生构件损伤,影响结构的安全和使用。采用无线智能传感技术对广东科学中心E区隔震结构开展了健康监测研究,建立结构安全状态的预测和评价方法,实现对该结构的实时监测。首先介绍广东科学中心E区巨型框架结构健康监测的重要性和意义,简要说明无线智能健康监测系统的组成、巨型柱下隔振支座的布置形式及广东科学中心E区巨型框架结构变形测点的布设。通过实测变形数据的统计分析方法研究环境温度变化对采用隔振技术的大跨度钢结构的影响,拟合温度与位移(应变)之间的线性关系,结果表明变形与温度的相关性较好,另外,结构变形还受其他相关因素的影响。在正常使用、支座屈服和极限条件的基础上,提出隔震体系变形的三级预警指标,并对相应的处置措施进行界定,实现E区隔震结构的实时监控。     

某学院楼减隔震方案比选与设计北大核心CSCD

某学校学院楼项目结构高度为23.5m,下部采用混凝土框架结构,上部有一大跨度钢桁架结构横跨在两端教学区结构上。研究了铅芯橡胶支座、铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器、摩擦摆支座三种隔震方案,对各方案均进行了相关的隔震支座设计,确定了各方案的支座及阻尼器的力学参数,通过选择合适的摩擦系数,可使摩擦摆支座在保证良好减震效果的同时也能更好地控制罕遇地震下变形,且耐久性较好。分析结果表明:摩擦摆支座方案可以达到铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器方案的隔震效果,并且能使结构变形不至于过大。     

差异化同步顶升更换隔震支座方法与应用

多因素造成的隔震支座变形与老化等使隔震结构管养过程中面临着隔震支座更换的问题,整体顶升更换体量较大隔震建筑的技术难度大、造价较高,为此提出了混凝土框架结构差异化同步顶升逐步更换隔震支座的技术.针对一典型工程,采用差异化同步顶升并结合有限元辅助数据分析,确定了同步顶升的相邻短向各榀框架顶升位移及对应的支座反力,虽然端柱在达到顶升控制位移时相对于顶升前支座反力有较大提高,最大可达35％,然而,顶升导致的框架梁负弯矩区的纵筋拉应力增量最大值仅26.54MPa,最大裂缝宽度增量的最大值仅为0.01mm,叠加后的最大裂缝宽度满足限值要求.通过实时监测顶升过程中上部框架结构混凝土应力与钢筋应力增量,实现了顶升及支座更换全程控制,确保了顶升实施作业的上部结构无损伤.本文所提出并实践的技术和方法可供同类工程更换隔震支座时参考.     

某超长隔震结构建造过程非载荷变形模拟与监测

针对超长复杂隔震结构在建造过程中出现的非载荷变形问题,考虑混凝土收缩应变和当量温差,对该类结构在建造过程中的温度效应进行有限元模拟,并对结构建造过程中由于温度变化和混凝土收缩导致橡胶隔震支座非载荷变形进行现场监测。通过数据对比分析,表明有限元模拟和现场监测结果基本吻合。结合某平面不规则超长隔震实际工程,总结了隔震支座变形和结构内力变化规律,探讨该结构在最不利温差工况下的隔震支座变形、底板的变形和内力,可以为超长隔震结构的设计和施工提供参考。     

摩擦摆隔震结构支座失效的判定条件

昆明某三层钢框架结构,结构总高度18.7m,最大层高3.6m,采用摩擦摆隔震技术。通过试验,获得了隔震支座的竖向刚度。在SAP2000中,通过合理的参数设置,对该结构进行了罕遇地震弹塑性时程分析。提出了支座在罕遇地震下发生破坏的判断条件,结果显示该结构所有摩擦摆隔震支座在罕遇地震下未发生破坏。     

巨型钢结构隔震体系的数值分析与振动台试验研究

广东科学中心采用新型的大跨度空间钢框架结构,为确保在遭遇各种突发荷载,特别是地震、台风时结构保持良好的工作状态,保证室内人员和设施的安全,在该中心跨度最大的E区采用了基础隔震,隔震支座直接设置在巨型格构柱的柱脚。通过对结构基础隔震、非隔震两种形式的有限元模型的非线性动力分析和缩尺模型振动台试验研究基础隔震的减振效果,分析隔震支座的空间协调变形性能,评价隔震技术对结构动力性能的影响程度。研究表明,隔震设计显著改善了结构的动力性能,特别是对于复杂的空间不规则结构,更能修正结构的空间扭转性能;另外,由于巨型格构柱的刚度较大,柱下独立设置隔震支座对其空间协调变形没有明显的影响。广东科学中心E区隔震设计方法是合理的,是对大型空间结构抗震设计方法的有益探索。     

基础隔震钢桁架结构的地震响应分析

采用铅芯橡胶支座建立了钢桁架结构基础隔震的有限元动力分析模型,计算了有隔震和无隔震钢桁架结构的自振周期,对地震激励下有隔震和无隔震钢桁架结构进行了地震响应的时程分析,并进一步进行了地震响应的能量分析.分析结果表明:采用基础隔震技术后,钢桁架结构通过延长自身的自振周期避开了地震的卓越周期,同时依靠隔震支座的变形耗能,有效地减少了输入到结构中的地震能量,这就降低了上部结构的地震响应,使大部分构件处于弹性工作阶段,从而达到保护主体结构的目的.     

设置铅芯滑移隔震支座框架结构的地震响应分析

以设置铅芯滑移隔震支座框架结构为研究对象,建立实体空间有限元计算模型。通过与设置固定支座和无铅铅芯滑移隔震支座计算对比,分析研究铅芯滑移隔震支座的耗能性、自复位性、层间位移、各节点加速度以及地震输入结构能量和动能方面的优越性。结果表明:设置铅芯滑移隔震支座框架结构层间位移比未隔震结构大大减小,比无铅芯滑移隔震框架结构的小,且支座滑动位移小,地震输入结构能量和动能减少。分析结果进一步证明,铅芯滑移隔震支座具有良好的隔震和耗能性能,减小结构的地震响应,更具有工程适用性。