近断层水平-竖向地震作用下基础隔震结构的动力响应

基础隔震技术在目前的结构分析和设计过程中,对于冲击性较强的近断层地震作用考虑甚少,特别是竖向分量考虑更少.通过选取1999年台湾集集地震中,含有完整水平与竖向地震分量的近断层记录、远场地震记录以及断层附近非脉冲型地震记录作为地震输入,分析基础隔震结构在近断层水平-竖向地震分量共同作用下的动力响应,以及隔震支座的受力状态...     

近断层地震作用下基础隔震层弹簧限位振动台试验研究

近断层脉冲型地震作用下基础隔震结构隔震层会产生过大变形,导致隔震支座侧倾失稳,隔震体系破坏.本文设计制作了一个3层基础隔震钢框架试验模型与三类钢弹簧软碰撞限位器,进行了近断层脉冲型地震作用下基础隔震层软碰撞限位振动台模型试验.试验表明,弹簧限位器具有很好的弹性性能,近断层地震作用下基础隔震层软限位可有效控制隔震层变形,隔震结构体系减震效果良好.     

近断层地震动作用下基础隔震结构的一体化动力优化设计

首先讨论了近断层地震动的脉冲运动特征和特性参数,并以台湾集集地震实际脉冲型近震记录作为地震动输入,以上部结构最大层间位移和构件体积最小化为目标,应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,对安装铅芯橡胶隔震支座的钢筋混凝土框架隔震结构进行一体化优化设计,同步确定隔震器参数和上部结构构件截面几何尺寸。然后输入ElCentro(1940)、Hachinohe(1968)非脉冲型近断层地震动记录进行隔震结构一体化优化设计。计算结果表明,本文隔震结构优化设计得到的结果是合理的,与其他作者通过参数分析确定的隔震器最优参数具有可比性;对考虑脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构能同时满足脉冲型和普通非脉冲型近震作用的结构设计需求。反之,对非脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构不能满足脉冲型近震作用的设计需求。     

近断层地震动作用下变电站隔震研究

变电站基础隔震在远断层地震动下是有益的,但是在近断层区域它的隔震效果还有待研究。本文选取台湾集集地震四条常用近震记录及一条远震记录作为地震动输入,对110kV变电站隔震和抗震结构及进行非线性地震反应时程分析,比较分析结构的地震反应。结果表明:变电站隔震结构在近断层地震动作用下产生的地震反应大于远断层地震动作用下产生的地震反应,采用隔震技术能有效降低近断层地震动作用下变电站结构的地震反应。     

近断层地震作用下铅芯橡胶隔震结构地震响应评估

建立了近断层地震用下统计平均的等强度延性需求谱,利用建立的等强度延性需求谱公式及规范中的弹性反应谱对近断层地震作用下结构的性能需求进行估计。基于改进的Push-over分析方法,选取铅芯橡胶基础隔震结构在15条近断层地震波作用下的响应计算作为具体的算例,将中美抗震规范的计算结果进行对比,为我国抗震规范中隔震结构分析计算的完善提供参考。     

近断层地震作用下层间隔震结构弹簧软限位分析

近断层地震作用下,层间隔震结构隔震层会产生较大位移,易造成上部结构的侧向倾覆失稳或支座损坏。采用软碰撞限位器对隔震结构进行保护,利用有限元软件SAP2000对一栋8层钢筋混凝土框架结构输入罕遇烈度近断层地震波,分析隔震层设置在1层、4层、7层时隔震结构的限位动力响应,研究了软限位装置的预留距离、限位刚度对隔震层和结构动力响应的影响。     

近断层地震下摩擦型隔震结构与限位装置碰撞反应及防护研究

采用不同的碰撞模型,研究了摩擦型隔震结构(P-F、R-FBI和FPS)在近断层地震作用下与限位装置相碰撞的动态反应特性,给出了不同碰撞的数学表达式以及各模型中参数的具体数值;研究发现,地震中隔震结构若发生碰撞将大大增加结构的层间剪力和加速度反应,且激起结构的高阶振型;不同碰撞模型的计算结果相差在10%以内,但非线性碰撞模型花费的计算时间长,因此在实际工程中采用线性的Kelvin模型精度已足够;上部结构的非线性对碰撞反应有很大影响,碰撞时非线性结构的底层最大剪力较线性结构有很大减小,且层间存在很大的残余位移;同时还研究了基底预留宽度以及上部结构的自振周期对隔震结构碰撞反应的影响;最后提出了加设高阻尼橡胶缓冲器减小隔震结构碰撞反应的防护措施。     

近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的倒塌模拟

分析了平面不规则基础隔震结构在近断层地震作用下的抗震性能,并对其进行了倒塌过程模拟.基础隔震结构目前在国内外都比较常见,其安全性也得到了广泛的关注.由于基础隔震结构的自振周期较长,所以近断层地震动对基础隔震结构的抗震性能有不利的影响.通过建立倒塌分析动力方程,使非线性仿真分析的解答精度得以保证,以此建立平面不规则基础隔震结构和非隔震结构模型,选择不同的近断层地震动作为输入进行非线性仿真分析.研究表明:近断层地震作用下平面不规则基础隔震结构的扭转效应相对于非隔震结构的扭转效应明显减小.同时,倒塌模拟表明,平面不规则的非隔震结构较基础隔震结构容易倒塌.     

近断层地震作用下隔震结构基底碰撞响应分析及倾覆倒塌模拟

近断层脉冲型地震作用下,建筑的隔震层会产生较大的侧移,与周边基坑挡墙可能发生碰撞。采用非线性弹簧来模拟基坑挡墙,考虑上部结构的弹塑性变形。利用基于非线性弹簧的碰撞模型,分析了近场、远场地震作用下隔震结构的碰撞响应,探讨了隔震结构与周边基坑的预留间距对隔震结构碰撞的影响。并通过二次开发,采用生死单元法,模拟了碰撞导致隔震结构的倾覆倒塌。基于增量动力分析(IDA)的分析结果表明:近场地震作用下隔震结构更容易发生碰撞,对隔震结构的倾覆效应更具相关性,碰撞导致隔震支座产生受拉破坏继而发生倾覆倒塌。     

采用基础隔震的高层剪力墙结构时程反应分析

对某高层隔震剪力墙结构进行了三维有限元时程分析,并对比分析了隔震结构与非隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下剪力墙结构的最大层间位移、最大层间剪力,得到一些有意义的结论。     

近断层地震作用下超长复杂隔震结构动力响应分析

随着超长、平面不规则的复杂隔震结构的出现,关注超长复杂隔震结构的安全性也变得十分重要。本文针对平面不规则的超长隔震结构的抗震性能进行了分析。运用Seismo Struct建立超长隔震结构分析模型,输入近场脉冲、非脉冲及远场地震动进行非线性动力时程分析。通过比较平面不规则的超长隔震结构在不同地震作用下的动力响应和隔震支座的水平位移,分析地震作用对隔震结构的影响。研究表明:平面不规则的超长隔震结构在近断层脉冲地震作用下的响应明显大于近断层非脉冲地震作用。同时,通过分析隔震支座的水平位移发现,超长复杂隔震结构在近断层脉冲地震作用下依旧有较好的抗震性能。     

隔震体系结构地震反应分析

根据《建设抗震设计规范》的要求 ,采用人工地震波和实际地震波 ,对隔震结构进行时程分析计算 ;通过比较分析 ,得出了一些具有工程实践意义的结论     

近场地震下框架剪力墙高层结构地震易损性分析

结合已有的研究成果,总结近场地震动的主要特点;根据中国规范给出结构4个性能水平定义及相应的量化指标限值;根据断层距等因素选取近场、远场各20条地震波并对地震波记录进行调幅。考虑地震波的不确定性,对2栋不同高度框架剪力墙结构进行地震易损性分析,得到相应的地震易损性曲线,并对两结构的抗震性能进行对比。结果表明:20层结构的层间位移地震动需求大于30层结构;近场地震波将引起结构损伤且大于远场地震波。     

近场地震作用下深水桥墩的地震响应分析

近场地震以具有较大的PGV／PGA值及明显的速度脉冲为主要特征,本文分析了不同类型的近场地震对深水桥墩地震响应的影响;采用Morison方程的基本理论,将水视为附加质量,利用有限元方法来分析动水压力对深水桥墩地震响应的影响。通过计算分析得出：具有较大PGV／PGA值的近场地震波会引起桥墩结构较大的地震响应;动水压力对桥墩结构的地震响应有显著的影响,同时近场地震的速度脉冲效应会进一步增大动水压力对深水桥墩地震响应的影响;在矩形深水桥墩设计中,要考虑截面形状效应的影响,选择合适的D／B值。     

近断层地震作用下混合阻尼隔震结构的响应分析

本文以实际的地震波El-Centro波为底波,在此基础上叠加三角型脉冲运动模拟近断层地震地面的激励;以人工合成的近断层地震波作为输入,研究其对混合阻尼隔震结构的动力反应特性,绘制了上部结构最大加速度和基底最大滑移量的时程图,并讨论了混合阻尼隔震结构的摩擦系数、粘滞阻尼比及滞回阻尼等参数对隔震结构产生的重要影响.研究表明:在混合阻尼隔震结构中,摩擦系数存在一个较优值,粘滞阻尼比对脉冲能量较大的B、C类波的控制有较显著的效果,但对原始波及A类波控制效果不明显,滞回阻尼对隔震结构Smax和amax均有一定影响,通过分析给出了该参数的合理取值.     

基础隔震结构连续性倒塌的非线性动力分析

基于备用荷载路径法,以基础隔震结构体系为研究对象,采用非线性动力分析方法分别对底层框架柱和隔震支座意外失效时剩余结构连续倒塌情况进行分析。同时,根据性能化设计评估方法 FEMA356中塑性铰力与位移关系曲线提出了反映受损结构抗倒塌性能的评价指标。研究表明,利用结构性能化指标可以较为准确地评判剩余结构的连续倒塌形态;且隔震支座失效对剩余结构造成的影响弱于底层框架柱失效所造成影响,但两种失效情况所引起剩余结构的响应趋势是一致的。     

考虑风脉动特性的隔震结构抗震抗风性能分析

采用隔震技术的结构虽可以减少结构在地震作用下的响应,但却使其进入了风荷载敏感区。在强气流作用下,隔震层的位移和结构加速度可能会远远超过其限值。本文以我国荷载规范所选用的Davenport谱为目标,运用基于三角级数的谐波叠加法模拟脉动风速时程,针对我国东南沿海某市一幢5层钢筋混凝土框架住宅,对其在强风荷载和8度地震作用下的性能进行了对比分析。结果表明,8度常遇地震作用下隔震层的位移与50m/s风速作用下的位移相当,而8度罕遇地震作用下隔震层的位移则略大于风速70m/s时的位移。地震作用下结构顶层的加速度远大于风荷载作用下的加速度,但当风速达到30m/s时,其加速度就已超过我国荷载规范所规定的人体舒适度限值。