基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨度连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震响应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度地震区高速铁路大跨度连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁系统地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了该连续梁桥在全寿命期内各减隔震方案的经济性。结果表明:全桥采用双曲面球型隔震支座和液体黏滞阻尼器配合使用方案是全寿命周期地震损失最小的方案,但高达622×10~4元的减隔震措施费用引起桥梁初始成本过高,致使该方案经济性较差;全桥布置双曲面球型隔震支座、边墩配置液体黏滞阻尼器的方案在满足抗震设防要求的同时,大幅降低了桥梁初始成本,实现了结构减隔震措施造价与损失期望的有机平衡,为本算例桥梁减隔震设计中的最优方案。作者提出的桥梁减隔震方案研究方法有效弥补了当前在减隔震设计中主要考虑桥梁抗震性能而忽略其经济效益的不足,实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

首层薄弱层框架结构的柱顶隔震性能分析

以某首层架空的5层实际框架结构为背景,进行了首层为薄弱层的建筑结构柱顶隔震性能分析。时程分析表明：在7度地震作用下,隔震上部结构减震效果明显;下部结构（独立柱）在8度罕遇地震作用下其变形仍处于弹性阶段,证明了柱顶隔震技术显著地提高了首层薄弱层框架结构的抗震性能,增加了首层的变形能力,改善了首层薄弱的特点。同时分析了独立柱的受力与抗震设计,表明合理的独立柱设计提高了整体结构的地震安全性。     

基于村镇住宅的隔震设计方法研究

在对中原地区村镇住宅调研的基础上,确定进行隔震设计的砖混结构住宅墙体布置形式,然后采用时程分析方法与采用抗震规范给定的简化算法两种不同算法下隔震效果进行对比分析,隔震后周期、多遇地震隔震层剪力、罕遏地震烈度下隔震层剪力等结果,以期更加合理的利用隔震技术改进村镇住宅的抗震性能．     

基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震反应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度区高速铁路连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了桥梁在全寿命期内各方案的经济性。结果表明：全桥采用双曲面球型支座和黏滞阻尼器配合使用方案在全寿命周期的地震损失最小,但初始成本过高致其经济性较差;全桥布置双曲面球型支座、边墩配置黏滞阻尼器方案满足抗震设防要求且全寿命周期成本最小,为本文减隔震设计中的最优方案。本文提出的桥梁减隔震方案研究方法实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

隔震技术在多层建筑中的应用

目的 为了促进隔震技术在多层建筑中的应用，降低地震带来的灾害．方法 结合现行《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001），对叠层橡胶垫基础隔震技术在多层建筑应用过程中的计算模型的建立与选取、隔震层的设计、结构动力反应的实际意义等分别进行研究。并结合工程实例采用层间剪切模型，通过MATLAB程序模拟计算得出数据进行分析．结果 说明基础隔震结构能够将主要的变形集中于隔震层处．隔震结构的各层加速度和层间剪力明显降低．结论 多层房屋建筑采用隔震结构可以有效降低地震反应，保证多层房屋建筑在罕遇地震中正常使用．     

地震作用下抗震与隔震连续梁桥动力响应试验研究

针对某跨海连续梁桥的抗震和隔震性能,通过将其简化,并根据相似比1∶10制作该梁桥单墩抗震与隔震试验模型,采用铅芯橡胶隔震支座,进行抗震及隔震地震模拟振动台试验,研究分别采用120、600、1 200和2 400年一遇地震波输入时结构的加速度响应、隔震支座剪力、墩顶剪力和隔震支座滞回性能,并根据单墩低周往复加载试验结果,判别在不同地震波作用时抗震桥墩和隔震桥墩所处的状态。试验结果显示:隔震后梁桥上部结构地震加速度响应在120和600年一遇地震时减小为抗震结构加速度响应的54%和55%;随着结构响应的增加,隔震位移越大,隔震支座耗能能力越强;采用隔震后,在2 400年一遇地震时,隔震梁桥整个桥墩在弹性范围内,桥墩地震响应小于开裂荷载,而抗震梁桥在600年一遇地震时,桥墩已达到开裂荷载。     

不规则结构的扭转效应控制研究

形状不规则建筑物在地震作用下极易发生扭转效应的破坏,而减小不规则结构的扭转效应是保证其抗震性能的重要途径。研究结构扭转效应的控制方法,可以为不规则结构抗震性能的保障提供依据。文章以平面形状不规则的框架结构为例,采用数值分析方法,对设置不同隔震层的结构进行了模态分析和地震反应计算,通过比较不同隔震方案的结构层间扭转角研究了结构扭转效应的控制效果。结果表明:基础隔震建筑上部结构的地震反应比非隔震建筑地震反应明显降低,扭转效应也显著减小;采用橡胶支座加滑板支座的组合隔震体系比全部采用橡胶支座的减震效果更优;通过调整支座布置方式,可以使不规则结构的扭转效应得到有效控制。     

基于模态分析的混合层间隔震体系设计策略研究

本文结合调谐质量阻尼器（TMD）与层间隔震技术的作用特点，即隔震层可吸收一部分外界输入能量，避免 TMD 的质量过大影响施工；TMD 可减小隔震层的位移，延长隔震装置的使用寿命，并基于振型分析结果，提出两种混合层间隔震体系设计策略。对 Benchmark 模型的 ANSYS 时程分析表明，在上部结构顶层安设 TMD（策略一）可进一步延长体系的基本周期，降低体系的一阶振型反应；在下部结构顶层安设 TMD（策略二）通过延长体系的二阶周期，使非隔震的二阶振型调谐。混合控制策略能有效改善仅层间隔震体系的单独工作性能，为提高类似建筑整体抗震性能提供一定参考。     

云南某中心大楼基础隔震设计研究

云南某防灾中心大楼位于8度抗震设防区,主体结构为钢筋混凝土框架结构．该工程采用基础混合隔震技术设计,在桩基顶面与上部结构之间设置架空层用作安置设备管道及隔震层．隔震层由纯天然橡胶隔震支座和铅芯橡胶支座组成．对主体结构基础隔震采用非线性时程分析以及能量分析法进行了详细分析,结果表明：各类抗震器充分发挥了其设计性能,上部结构的地震响应明显降低．     

住宅楼基础隔震设计应用实例

对溧阳市燕山南苑二期7号楼砌体结构住宅楼进行了基础隔震设计,采用时程分析法对隔震结构的地震反应进行了计算.计算结果表明,隔震结构在大震作用下仍处于弹性工作状态,结构由传统抗震设计的"大震不倒"提高到了"大震不坏",具有优越的抗震性能.     

隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析

为研究隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震结构的地震响应的影响,以一底盘为3层、塔楼为8层的隔震结构模型为背景,分别将隔震层设置在基础、底盘1层和3层柱顶、塔楼1层柱底和柱顶,由此建立5个隔震结构模型,采用时程分析法,对比结构在地震作用下的响应。结果表明:相对于抗震结构,5种隔震结构地震响应都有显著的降低,随着隔震层位置的升高,层间隔震结构隔震效果逐渐降低;与隔震层直接相连的下支墩独立柱的层间位移都出现放大的现象;大底盘隔震结构首层的层间位移都出现不同程度的放大现象。     

通信设备走线架吊挂系统抗侧性能研究

基于生命线工程的抗震设防要求,开展了既有通信设备走线架吊挂系统抗侧性能研究。采用理论方法推导了走线架结构吊挂系统的抗侧刚度并建立有限元模型加以验证,提出增加柔性交叉支撑杆以增强吊挂系统抗侧刚度的加固方法。研究结果表明：既有通信设备走线架悬吊结构水平传力路径不明确,抗侧刚度小,其综合抗侧刚度主要由重力恢复刚度决定,吊杆自身的剪切刚度对综合抗侧刚度的影响可以忽略不计,设置吊杆间支撑杆的加固方法可以有效提高既有通信设备走线架的抗侧刚度。     

超烈度的柱顶隔震结构抗震性能分析

对实际底层柱顶隔震结构的抗震性能及其底层结构安全性进行分析,应用有限元软件Perform 3D建模,进行动力弹塑性时程分析。结果表明:在设防烈度7度(0.15g)中震作用下,楼层剪力大幅度减小;在超设防烈度8度(0.20g)大震作用下,上部结构层间位移角最大值为1/327,而底层结构最大值为1/913,楼层加速度反应减震率在68.4%~84.9%。分析进一步表明:隔震结构抗震性能可以满足超设防烈度(半度)要求,显著提高了抗震性态水平,抗震设防目标高于抗震结构。更多还原     

隔震支座主要参数对基础隔震结构双向地震响应的影响

为研究不同场地类型隔震支座主要参数（等效水平刚度Kf、屈服前刚度K1和屈服力Qd）对基础隔震结构双向地震响应的影响,设计Kf、K1或Qd不同的18栋基础隔震结构,基于SAP2000软件,对各隔震结构分别在不同场地类型的4组地震动作用下的双向地震响应进行分析.结果表明,隔震支座参数对不同场地类型的基础隔震结构在双向地震作用下的加速度最大值和基底剪力最大值均有显著影响,但其对基础隔震结构隔震层位移最大值的影响需根据场地类型具体考虑;在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上,随着Kf、K1和Qd增大,基础隔震结构的加速度最大值和基底剪力最大值均呈明显的上升趋势,但对隔震层位移最大值的变化影响较小;在Ⅳ类场地上,不同隔震支座参数对隔震层位移最大值的影响较大,且有明显的规律性,即随着Kf、K1、Qd的增大,隔震层的位移峰值迅速减小,最大减幅达80％以上.     

偏心支撑钢管混凝土框架－核心简结构的弹性时程分析

在钢管混凝土框架－核心筒结构外框架部分布置竖向偏心支撑和腰（帽）连偏心支撑,形成弱框架,有利于提高结构的整体性和抗震性能．通过算例比较了在多遇地震作用下,几种不同布置形式的偏心支撑钢管混凝土框架．核心筒结构的地震响应：（1）仅设置竖向偏心支撑;（2）在框架外围加设腰连和帽连偏心支撑;（3）加设腰帽连偏心支撑和伸臂支撑．计算分析表明,在框架外围加设腰帽连偏心支撑后,尤其是当部分腰连和帽连偏心支撑与核心筒相连形成伸臂支撑时,铜管混凝土框架．核心筒结构抗震受力性能明显提高．     

新型高炉煤气重力除尘器的模型试验研究

根据目前现有高炉煤气重力除尘器除尘效率偏低的实际情况,提出了几种提高重力除尘器除尘率的方案,并通过实验室模型进行了研究．结果表明,锥顶进气除尘器除尘效果优于传统重力除尘器;加挡板和旋流板能进一步提高锥顶进气除尘器的除尘率,其中45°旋流板加挡板除尘器除尘率高,卷起率低,效果最好．     

简支梁桥铅芯橡胶支座减震特性研究

以一座4×40 m 简支 T 形梁桥为例,对常规非隔震设计的板式橡胶支座和减隔震设计的铅芯橡胶支座（LRB）进行对比分析,比较了2种支座设计下桥梁结构的动力特性以及采用隔震设计后桥梁结构内力、位移响应与非隔震设计的差别。在其他条件一致前提下,研究了铅芯橡胶支座的力学参数对减隔震效果的影响。研究结果表明：铅芯橡胶支座较板式橡胶支座设计的桥梁可以延长结构的周期;设计的铅芯橡胶支座具有明显的减震效果,铅芯橡胶支座可以大幅度减小各墩墩底剪力及墩底弯矩,各墩所受地震力重新合理分配且受力趋于平衡;同时在减隔震设计中,只考虑增大铅芯橡胶支座的型号反而会给桥梁下部结构带来不利的影响。     

隔震技术在校舍工程改造加固中的应用

校安工程是国家实施的一项重要决策,是提高校舍抗震能力和综合防灾能力的重要举措,对保障广大师生安全具有重要意义.本文对其中达不到抗震设防要求的校舍采用隔震技术加固进行了应用研究.通过建立隔震体系的两质点简化模型,系统地研究了在建筑结构顶部加层隔震的减震工作原理,并提出了隔震层参数优化设计方法.并以一栋不能满足抗震要求的教学楼为研究对象,运用建筑结构顶部加层隔震的减震方法加固,发现其减震效果非常明显且达到了抗震设防目标,因此这种隔震方法对学校校舍的改造加固有着重要的应用价值.     

柱顶隔震技术在首层薄弱层框架结构中的应用

为探讨首层柱顶隔震体系工程的应用,以首层架空的某5层医技楼为背景,采用首层柱顶隔震体系对首层为薄弱层的该框架结构进行了设计与分析．时程分析表明,在7度地震作用下,隔震上部结构减震效果明显,下部结构（独立柱）在8度罕遇地震作用下不屈服．独立柱的合理设计不仅能够提高结构的安全度,且不影响架空层的使用功能．验证了该方法不仅在技术上是可靠的,而且在经济上也是可行的．