基础隔震结构扭转振动反应分析

本文分析了地震作用下,基础隔震结构平动扭转耦连振动反应,讨论了隔震层水平刚度,扭转刚度与结构固有周期的关系,计算了基础隔震结构的地震扭转反应,结果表明：结隔层水平刚度减小,周期变工时,平均卓越型固有振动型的周期接近无偏心时的平动一次周期,对存在的扭转变形的基础隔震结构来说,通过减少隔震层的刚度偏心,可以抑制整个结构的扭转变形比。     

摩擦摆支座隔震连续梁桥地震能量反应研究

以某三跨混凝土连续梁桥为例,建立了该桥的空间有限元分析模型,在3条人工地震波作用下,采用非线性时程分析方法计算了应用摩擦摆支座(FPS)隔震前、后结构的纵向地震能量反应,对比了3种隔震体系的耗能效果,并研究了FPS等效滑动半径和摩擦因数对能量反应及分配的影响。分析研究结果表明,采用FPS隔震后结构体系绝大部分地震能量由支座耗散,可有效降低结构的能量耗散需求,保护结构安全,其中全桥隔震方案效果最好。增大等效滑动半径和摩擦因数均有利于提高FPS支座耗能减震效果,结构能量耗散需求随之减小,但当等效滑动半径和摩擦因数较大时,继续增大设计参数对耗能减震效果的改善作用趋于不变。     

基于结构设计的LRB基础隔震结构水平向减震系数研究

现行的建筑抗震设计规范(GB50011-2010)中隔震结构的上部结构地震作用计算采用水平向减震系数的方法,不同的水平向减震系数对应着隔震后上部结构水平地震作用所对应的烈度分档。由于水平向减震系数与基础隔震系统的力学性能参数密相关,但对于两者之间的变化规律所开展的研究较少。该文以目前国内外最为普遍的LRB基础隔震结构为研究对象,通过等效线性化和振型分解反应谱方法,建立起了LRB隔震系统力学性能参数和上部结构地震作用的水平向减震系数之间的数学关系式以及计算方法,提供给工程设计人员用于基础隔震结构的初步设计过程之中。通过参数研究发现:上部结构自振周期小于0.6s,可以实现隔震后上部结构的水平地震作用比非隔震时降低一度半,上部结构自振周期介于0.6s~1.0s之间,可以实现降低一度,上部结构自振周期大于1.0s,最多可以实现降低半度。     

双向耦合效应对FPS隔震桥梁地震响应的影响

利用两正交水平方向力的作用条件下FPS支座非线性动力行为的双向耦合弹塑性恢复力数学模型,针对一典型大跨度FPS隔震连续梁桥,对比了在墩高、球面半径和支座屈服强度等参数变化的情况下,考虑和忽略FPS支座恢复力的双向耦合作用时桥梁的非线性时程响应结果。研究表明这种双向耦合作用对隔震桥梁的地震响应有着重要的影响,如果忽略双向耦合作用,会大大低估支座变形的峰值响应,这对隔震桥梁设计是不利的。     

核电厂结构竖向隔震理论及设计应用

为了控制核电工程在地震作用下的竖向振动和摇摆效应,我国第三代CAP1400型核电厂有必要在水平隔震研究的基础上,讨论采用竖向隔震技术的可能性。结合倾斜旋转型三维隔震支座和CAP1400型核电厂的结构参数,提出竖向隔震理论模型,计算核电厂结构的竖向振动、摇摆效应与隔震支座刚度的关系曲线。通过动力分析得到最优的隔震支座布置数量以及空间位置。然后使用ANSYS大型结构有限元软件建立CAP1400型核电厂的三维数值模型进行验证,计算得到的核电厂结构竖向振动加速度、位移和摇摆效应均可满足预定的目标,探索出的计算方法可应用于核电厂结构的竖向隔震设计参考。     

具有隔震构造的核电站安全壳在强烈地震和大型商用飞机撞击下的振动响应分析

核电站安全壳的安全性和完整性在建造运营期间必须要得到保证,尤其是对于强烈地震和飞机撞击等超设计基准事故。基础隔震作为一种能有效降低上部结构地震响应并防止结构破坏的典型隔震措施,在未来的核电站设计建造中备受关注,因而在核电站隔震系统的建造设计时应考虑大型商用飞机撞击的影响。该文基于CPR1000核电站安全壳,在底板下侧布置了不同型号的高阻尼橡胶隔震支座,从结构的隔震率（DAR）、最大水平位移和加速度反应谱,对安全壳在强烈地震作用下的隔振性能进行了综合分析。并结合采用荷载时程法以A320商用飞机撞击荷载为例进行飞机撞击核电站安全壳的分析,着重从飞机撞击后的振动衰减过程的振动特性以及飞机撞击诱导振动的加速度反应谱的分析结果对具有隔震构造的安全壳振动规律进行了分析。     

带限位器滑移隔震砌体结构考虑竖向地震作用影响研究

本采用多质点层间剪切型模型，建立了带限位器基础滑移隔震多层砌体结构在考虑竖向地震作用影响下的运动微分方程及滑移与啮合状态判别准则。研究表明，竖向地震作用的存在，使结构下部各层特别是首层的层间位移，层间剪力增加，隔震层加速度增加，且随地震烈度、竖向加速度峰值增大而增加，并使隔震层的滑动位移幅值有增大的可能。建议在高烈度地区考虑竖向地震作用对结构反应的影响。     

远场长周期地震下层间隔震结构的非线性减震分析

远场长周期地震动具有长持时、低频成份丰富等特征,部分地震动后期振动阶段产生多个循环脉冲,类似谐和振动;其可能对隔震建筑等长周期结构的抗震性能带来不利影响,需深入探讨。首先讨论远场长周期地震动的运动特征。然后以8条远场长周期地震与3条普通地震记录作为地震动输入,对一幢钢筋混凝土框架层间隔震结构进行了非线性地震反应分析。探讨地震波中的长周期成份,尤其类谐和成份对隔震结构减震性能的影响。提出在隔震层增设黏滞阻尼器,形成组合隔震方案;分析其对隔震层的限位保护效果与对隔震结构的非线性减震效果。结果表明:远场长周期地震作用下层间隔震结构的减震效果相比普通地震作用下的减震效果变差。特别在远场类谐和罕遇地震作用下,层间隔震结构的非线性响应相比抗震结构几乎无减小,甚至显著放大;隔震支座最大位移远超越其允许位移。组合隔震能较有效地控制远场长周期地震、特别是远场类谐和地震作用下隔震结构的非线性反应,尤其可显著减小隔震支座的最大位移,防止隔震支座破坏。     

形状记忆合金-摩擦串联复合阻尼器对偏心结构振动控制的研究

采用自行研制的SMA-摩擦串联复合阻尼器控制偏心结构的平扭耦联振动。SMA-摩擦串联复合阻尼器能根据结构的地震响应自动调节耗能单元工作状态,且构造简单、经济实用。建立了SMA-摩擦串联复合阻尼器控制下偏心结构在双向水平地震作用下的运动方程,并编写程序计算结构的时程响应。以一六层剪切型偏心钢框架为例,计算结果表明：合理布置的阻尼器能有效抑制结构质心位移和质心层间位移,且对扭转振动的控制效果更佳;阻尼器对结构质心平移加速度的影响不大,但显著改变了扭转加速度。     

基于能量原理的隔震结构地震响应预测法研究

建立地震作用下隔震结构在最大地震响应时刻的能量平衡方程,给出隔震结构隔震层和非隔震层的弹性振动能、塑性能的表达式,推导出基于能量平衡的隔震结构地震响应预测式。以顶部隔震、层间隔震、基础隔震结构为仿真对象,利用时程分析法的数值解验证了地震响应预测式的准确性,比较研究了三种隔震结构的抗震性能。结果表明：对于不同的输入地震波...     

Masonry buildings at the borderline to high‐rise – Part 2 / Mauerwerksbauten an der Hochhausgrenze – Teil 2

For the verification of framing shear walls of masonry, the decisive combination of actions derives from the interaction of vertical and horizontal actions. In this article, a method based on simple truss models is extended for the transfer of horizontal actions. It is demonstrated how the required verifications of load‐bearing safety can be performed with the results of the structural calculation. As an example, the application of the method for a seven‐storey building with calcium silicate blockwork or Poroton brick masonry is described.     

FRP橡胶隔振器水平剪切特性的初步研究

应用小波变换及自助理论对多自由度系统进行模态参数辨识。通过对结构系统响应信号进行小波变换将其表示在时频域内,在分析了小波变换的时频分辨率特性后,利用最小Shannon熵获取最优小波参数,并运用自助理论估计出模态参数分布的置信区间范围。数值仿真表明了该方法对模态参数估计的有效性。将所提方法应用于一个振动台的模态分析,实验结果表明,提出的小波自助模态参数辨识方法降低了模态参数辨识的难度,提高了模态频率和阻尼比的辨识精度。     

基于环境激励法的高层钢筋混凝土剪力墙结构自振周期经验公式研究

基于环境激励法对97栋高度在45 m~100 m的高层钢筋混凝土剪力墙结构进行动力性能测试,识别结构在水平纵、横两个方向上的基本自振周期、第二阶自振周期和第三阶自振周期。对前三阶自振周期进行回归分析,分析各主轴方向上高宽比对前三阶自振周期的影响,给出水平纵、横两个方向上前三阶自振周期的经验公式及其分布范围,给出统计学意义上的高阶自振周期与基本自振周期间的关系,并利用两个相关结构算例对公式的可靠性、有效性进行验证。该文的研究是对《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）中结构自振周期经验公式相关规定的补充和完善。     

水平地震下列车过桥的非平稳随机响应及其极值估计

推广虚拟激励法来研究水平地震作用时三维车桥耦合时变系统的非平稳随机振动以及最大值估计方法.水平地震动假设为均匀调制非平稳随机过程;轨道不平顺假设为多点异相位均匀调制非平稳随机激励.借助时变系统的虚拟激励法将水平地震和轨道不平顺随机激励分别转化为一系列确定性简谐激励,为了能更真实地模拟车轮作用力在时间域和空间域的连续变化...     

变截面框支剪力墙、落地剪力墙和壁式框架结构水平振动的常微分方程求解器解法

本文将阶形变截面的框支剪力墙和落地剪力墙合并成一个阶形Timoshenko组合杆,壁式框架视为它的弹性地基,底层结构视为它的弹性支座,建立了水平振动方程,用常微分方程求解器解特征值问题,求得水平振动的自振周期和振型。     

Masonry buildings at the borderline to high‐rise – Part 1 / Mauerwerksbauten an der Hochhausgrenze – Teil 1

The interaction of vertical and horizontal loads is the decisive combination of actions for multi‐storey buildings with masonry shear walls in most cases. This article presents a simple and clear method, which can be used with modern open floor plans to verify a favourable load transfer of the vertical actions for masonry walls. The method is extended in the second part of the article to be published in one of the coming issues of the journal Mauerwerk for horizontal actions and explained with an example.     

基于T-P模型的桩-桩水平振动相互作用研究

为精确揭示桩-土动力相互作用,弥补动力Winkler地基-Bernoulli-Euler梁模型(E-W模型)在桩-桩水平振动分析中的不足。考虑土体剪切效应和桩身剪切变形,建立Pasternak-Timoshenko模型(T-P模型)模拟桩-土动力相互作用,推导水平动力和竖向荷载共同作用下的主动桩水平振动解析解。在此基础上,根据桩-桩动力相互作用原理,建立被动桩水平振动控制方程,运用传递矩阵法考虑土体分层特性,利用初参数法计算桩-桩动力相互作用因子;与已有文献进行对比,验证计算结果的正确性。通过参数分析表明：土体剪切效应对水平动力相互作用因子有增强效果;在给定桩土参数的情况下,主动桩和被动桩存在“有效桩长”(Ld=10d～15d);当桩身长径比在L/d=5～10范围内时,不宜忽略桩身剪切变形对动力相互作用因子的影响;竖向荷载对水平-摇摆耦合作用因子的影响最为显著。     

钢纤维钢筋混凝土梁柱节点抗震设计方法

基于压杆模型和软化桁架模型,提出钢纤维钢筋混凝土梁柱节点的一种新的抗震设计方法。掺入节点核心区的钢纤维可被等效为部分水平和竖向剪力筋。在节点核心区与梁或柱相交端截面处建立平衡方程、协调方程和本构方程,可以求出传给节点压杆模型和软化桁架模型的地震作用。提出的设计方法能够对节点的水平和竖向抗剪承载力进行设计,其可靠性得到七个钢纤维钢筋混凝土梁柱外节点试验数据的验证。     

Effect of vibration on solid-to-liquid transition in small granular systems under shear

The effect of vibration on the solid-to-liquid-like transition of a dense granular assembly under planar shear is studied numerically using soft particle molecular dynamics simulations in two dimensions. We focus on small systems in a thin planar Couette cell, examining the bistable region while increasing shear, with varying amounts of vertical vibration, and determine statistics of the shear required for fluidization. In the absence of vibration, the threshold value of the shear stress depends on the preparation of the system and has a broad distribution. However, adding periodic vibration both lowers the mean fluidization threshold value of the shear stress and decreased its variability. A previous study performed similar simulations using random noise; the results from these two studies exhibit excellent agreement with proper normalization over appropriate ranges of parameters.     

双向受力下钢筋混凝土框架节点抗剪承载力计算方法

《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）规定框架结构设计应保证其在两个方向分别满足抗震要求。但地震作用是多维的、随机的,框架节点可能在两个方向同时受力,使其抗震能力相比于单向地震作用可能会降低。目前对钢筋混凝土框架节点在两个方向同时受力时的抗剪承载力计算未见详尽报道。该文分析了钢筋混凝土框架节点在双向同时受力时的抗剪机理,双向受力下,节点内作用合成剪力,节点端部形成斜向受压区,节点内形成不同于单向受力下的斜向斜压杆。基于拉压杆模型建立了双向受力下框架节点的抗剪承载力计算方法,其计算结果与已有试验结果吻合良好。