土-结构相互作用对基础隔震体系的影响

本文应用子结构法,分析了土-结构相互作用对线性基础隔震体系基频和结构反应的影响.分析模型中,上部结构取为具有埋置刚性基础的均质剪切梁式模型,地基取为均质、各向同性的粘弹性半空间.上部结构和刚性基础之间设置隔震层.通过对隔震体系反应的传递函数及基于FFT的地震时程反应的分析,讨论了地基土柔性、基础埋深和隔震层刚度对于基础隔震体系基频和结构反应的影响.     

滚轴-橡胶垫支座组合隔震体系的模型振动台试验研究

研究了由滚轴和橡胶隔震支座构成的组合体系的隔震性能.将这种隔震体系安装在一个5层钢框架模型上,滚轴和橡胶隔震支座各承担一半竖向荷载.在振动台试验中,分别输入相当于8度设防烈度的EI-Centro、Taft、Haehinohe、Tianjin地震波,测得各层X、Y两个方向的加速度反应和层间位移反应,试验表明,该组合体系具有明显的隔震效果.最后,用ANSYS有限元程序对该体系的隔震效果进行了分析.     

塔型隔震结构多质点体系计算模型及振动台试验研究

本文提出了考虑橡胶隔震支座剪切变形状态下竖向刚度特性的转动刚度计算式,并应用到大高宽比塔型隔震结构体系多质点体系计算模型分析隔震结构的地震反应。本研究同时还完成了5层塔型钢结构隔震模型结构的振动台试验,模型结构加速度反应、层间剪力和隔震层恢复力特性等试验结果与采用多质点体系计算模型解析结果一致,表明多质点体系计算模型可以有效地用于分析塔型隔震结构地震反应。     

隔震层屈服系数对基础隔震结构性能的影响

为研究隔震层屈服系数对采用橡胶隔震支座的基础隔震多层结构水平向地震反应的影响,首先对单质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律进行分析,包括按等效线性化反应谱法简化计算和按时程分析法计算。然后以一个多层隔震结构为例,研究多质点体系在不同屈服系数下的地震反应规律。同时,分析在不同支座压应力和地震输入强度下的相关性。分析结果表明：对应最小水平向减震系数,存在一个最优隔震层屈服系数区间,且隔震支座平均压应力越小,最优屈服系数越大;隔震层水平位移随隔震层屈服系数的增加而减小;隔震层和各楼层最小水平向减震系数对应的最优屈服系数不同;随着隔震层屈服系数的增加,上部各楼层的水平加速度也相应增加,表现为中间层增幅小、顶层和隔震层增幅大。水平地震输入峰值加速度越大,最小水平向减震系数对应的隔震层最优屈服系数越大,建议参考罕遇地震作用下的地震反应评估隔震装置的隔震效果。     

考虑参数优化的层间隔震结构振动台试验研究

为了研究隔震层在不同位置的层间隔震结构减震效果,验证层间隔震结构参数优化理论,建立了不同隔震层位置的层间隔震结构模型,优化了隔震层上下部频率比,对隔震层采用侧移刚度偏小值、优化值和偏大值的层间隔震结构模型进行地震动模拟振动台试验。试验结果表明,层间隔震技术能有效地降低结构地震反应,减震效果随着隔震层位置的升高而逐渐降低;经过参数优化设计的层间减震体系能在最大限度地降低隔震层下部结构层间位移反应的同时,有效地控制隔震层上部结构绝对加速度反应;同时研究表明,在实际工程中,进行理论计算的优化侧移刚度值和由橡胶隔震支座的类型和数量决定的实际优化侧移刚度值存在一定的误差是允许的。     

并联基础隔震体系地震反应特征与隔震层参数的优选

本文在大量工程算例仿真分析的基础上,较为系统地研究了典型并联基础隔震结构地震反应的一般特征,探讨了并联基础隔震体系隔震层参数的合理选择问题。研究表明,在一定限度内,增加隔震层回复刚度几乎不会改变上部结构的最大层间剪力,但对隔震层最大滑移位移和残留位移却有非常显著的限制作用,隔震层回复刚度的参与不改变结构地震反应的频谱特性。为限制隔震层位移,在保证不增大上部结构最大层间剪力的前提下,应尽量增加隔震层回复刚度;隔震层屈服剪力的取值则需兼顾隔震效果与隔震层滑移位移。     

基础隔震高层建筑影响因素的理论分析

对采用基础隔震的高层建筑进行了三维有限元分析计算,研究了不同结构体系、双向地震作用、P-△效应以及加速度反应等对基础隔震高层建筑的影响.通过以上的研究,得出了结论:同一结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的层间剪力比非隔震结构的层间剪力减小一个数量等级;不同结构体系在相同地震波作用下,隔震结构的位移随层数的变化趋势不一致;同一结构在不同地震波作用下,建筑物的地震反应相差较大;在建筑物中某些构件需要考虑双向地震波作用效应;隔震建筑物可以不考虑P-△效应;高层隔震建筑物的加速度反应不同于非隔震建筑物的加速度反应.结果表明,基础隔震技术可以应用于高层建筑.     

平扭耦联隔震体系振动台试验研究

为了建立平扭耦联非规则隔震体系的隔震层设计理论和方法,本文通过振动台模拟试验来研究该体系的动力特性和反应。试验中,采用1个3层两跨钢框架,通过调整上部结构负重块位置及下部隔震垫位置,进行不同偏心工况下的平扭耦联隔震体系地震模拟振动台试验。试验结果表明:用本文模型组装方法,实现结构模型的平扭耦联,简单、适用、有效;采取基础隔震可显著降低上部结构扭转反应;调整隔震层刚心使其与上部质心位置接近可进一步降低偏心隔震结构扭转反应。     

基础隔震结构在彭州妇幼医院工程中的设计应用

彭州妇幼医院采用基础橡胶隔震支座结构体系,上部结构为多层框架结构.本文介绍了该工程基础隔震结构的设计过程,应用MIDAS有限元分析软件,分别进行了基础隔震结构与非隔震结构的地震反应时程分析,对基础隔震结构与非隔震结构在同一地震作用下的周期、楼层剪力、层间位移、和层间加速度进行比较分析.通过比较分析表明,基础隔震结构的地...     

大平台多塔楼新型隔震体系的智能磁流变控制

本文将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,研究了这种新型隔震体系的抗震性能,并将磁流变(MR)阻尼器设置于隔震层,探讨了这种新型隔震体系智能磁流变控制的减震效果.文中以北京通惠家园某典型小区为研究对象,建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性.本研究中MR阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,其主控制器采用H2/LQG方法来设计.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以有效地减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.采用MR阻尼器与这种新型隔震体系相结合可以进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.     

基础隔震偏心结构扭转振动反应分析

对基础隔震偏心结构的扭转振动反应进行了分析，研究了隔震系统偏心距和上部结构偏心距对结构扭转反应的影响。结果表明，采用隔震技术可以显著降低基础隔震偏心结构的扭转振动反应。     

多层异型柱框架结构隔震性能试验研究

本文对一栋比例为1:6的6层基础隔震异型柱框架结构模型进行了模拟地震振动台试验研究.试验与理论分析表明,对这种轻型框架结构体系使用基础隔震技术,可以大大减小结构的地震反应,从而使上部结构设计可参照基础隔震普通框架结构的设计方法进行内力计算,达到既提高抗震性能又可降低工程造价的目的.     

Multi-objective fuzzy control of smart base isolated spatial structure

Base isolation systems are used widely to reduce the dynamic responses of structures subjected to a seismic load. Recently, research has been conducted actively on smart base isolation systems that can effectively reduce the dynamic responses of isolated structures without accompanying increases in the base drifts. On the other hand, control performance of smart base isolation systems for spatial structures has not attracted significant attention. This study examined the dynamic response reduction capacity of a smart base isolation system for a spatial structure subjected to seismic excitation. MR dampers and low damping elastomeric bearings were used to compose a smart base isolation system, and its vibration control performance was compared with that of the optimally-designed, lead-rubber bearing (LRB) isolation system. A fuzzy controller was used to effectively control the spatial structure with a smart base isolation system. The dynamic responses of the spatial structure with an isolation system conflicted with the base drift. Therefore, these two responses were selected as the objective functions to apply a multi-objective genetic algorithm to optimize a fuzzy controller. The numerical simulation results showed that the smart base isolation system proposed in this study can reduce drastically the base drifts and seismic responses of the example spatial structure compared to the optimally designed LRB isolation system.     

Simplified procedures for seismic design verification and evaluation of lead rubber bearing base‐isolated buildings based on free‐vibration response

Base isolation has seen widespread application to buildings and infrastructures over the past four decades. However, there is a lack of methods for assessing the performance of a base‐isolated structure at the end of construction and during its service life. To this end, simplified methods are developed for verifying isolation design and evaluating seismic demands of rubber‐bearing‐supported base‐isolated buildings based on their free‐vibration response, which could be obtained using field (on‐site) testing. The base isolation layer consists of lead rubber bearings (LRBs) and linear natural rubber (LNR) bearings. For design verification purposes, analytical solutions are provided to benchmark the free‐vibration response of base‐isolated buildings, considering the general case of a multilinear hysteretic isolation response representing multiple LRBs with distinct mechanical specifications. In seismic demand evaluation, seismic capacity of an isolation system is estimated using free‐vibration response of various amplitudes that cover a range of expected seismic intensity of interest. Seismic demands are obtained when capacity coincides with an earthquake response spectrum at a compatible damping level. Procedures are developed for the potential use of snap‐back tests and verified using experimental and numerical data.     

基于新抗规隔震结构两阶段设计法

隔震结构两阶段设计法包括简化估算和时程分析。简化估算阶段用于隔震方案的初步确定,将上部结构简化为单质点体系,估算结构的自重和自振周期,再通过预期的减震目标及反应谱,推算隔震后结构的周期,并据此得到隔震层刚度,从而初步选定隔震支座的数量。时程分析阶段用于施工图设计,最终确定和优化隔震支座的布置和参数。文中作者基于旧《抗规》已将其实现。新《抗规》对隔震支座刚度取值和安全储备系数作出了新的规定,文中也将上述方法进行了相应调整。     

密肋壁板轻框结构隔震房屋模型振动台试验分析

通过对密肋壁板轻框结构隔震房屋与非隔震房屋模型振动台的试验 ,就隔震房屋的设计、减震效果、振动特性及地震反应进行了分析探讨。试验结果表明 ,自阻尼叠层橡胶隔震系统性能稳定 ,隔震效果显著 ,只要进行合理的隔震设计 ,隔震房屋的地震反应较非隔震房屋的地震反应可降低 2 3左右     

弹塑性缓冲限位与滞变-摩擦并联隔震体系参数分析

针对弹塑性缓冲限位与滞变-摩擦并联隔震体系,建立了隔震系统的恢复力模型和隔震体系的运动方程;根据缓冲限位装置的作用机理,定义了隔震层与缓冲限位装置软碰撞和脱离接触过程中的软碰撞拐点和恢复力拐点,给出了拐点时刻的缓冲限位装置位移和恢复力的计算公式,编制了相应隔震体系的非线性分析程序,分析了缓冲限位装置的缓冲限位距离、弹性刚度、屈服位移等关键参数对隔震体系的影响。研究表明：弹塑性缓冲限位距离的合理取值范围为60～100 mm;缓冲限位装置与滞变 摩擦隔震装置的设计参数完全相同,但缓冲限位装置的设置数量为滞变 摩擦隔震装置数量的一半;与仅滞变 摩擦隔震情况相比,并联隔震体系隔震层位移控制效果在30%以上;与无控情况相比,并联隔震体系的上部结构层间位移控制效果在40%以上。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

Control of seismic response of piping systems and components in power plants by base isolation

Standard approaches to the aseismic design of piping systems and components for power plants — such as the floor spectrum method — are costly and neglect equipment-structure interaction. Such interaction has recently been shown to be severe when the natural frequency of a component is close or equal to one of the natural frequencies of the primary structure — a situation referred to as tuning and one almost certain to occur in a large structural system. A base isolation system is described that has been demonstrated to reduce dramatically the accelerations induced in structures under earthquake motion. A series of further experiments is described in the paper; this experimental work demonstrates that the response of equipment in structures so isolated is also greatly reduced. Thus, sensitive internal equipment can be protected directly from seismic attack; interaction need not to be considered and inelastic analyses need not be performed during the design process. Due to rigid body action of the primary system above the base isolation system, multiple support response spectra design methods are not needed. It is anticipated that the use of base isolation will reduce the cost of the design and construction of power plant components, piping systems, and structures.     

宿迁市府苑小区综合楼隔震分析

宿迁市府苑小区综合楼位于 8度区 ,设计基本地震加速度值为 0 3 0 g ,为 6层底部框架砌体结构 ,平面呈三折线形。工程采用基础隔震技术进行结构设计 ,隔震层由橡胶隔震支座、滑移支座、粘滞消能器组成。对隔震体系空间模型的时程分析表明 :采用基础隔震措施可显著降低上部结构的地震作用 ;设置粘滞消能器能较好地解决降低上部结构的地震作用和限制隔震层位移之间的矛盾 ,有效地消除结构的扭转效应