大跨隔震结构竖向地震响应的振动台试验研究

为研究大跨隔震结构竖向地震响应,首先对一大跨网架隔震结构1∶20的缩尺模型进行了振动台试验,对比研究隔震前后模型的动力特性及其在双向和三向地震动输入下的加速度及位移等动力反应,进而对大跨隔震结构的网架和一般楼层(首层和转换层)的竖向减震效果进行了分析。结果表明大跨隔震结构的网架在双向地震和三向地震输入下都具有非常明显的水平减震效果,且减震率大于一般楼层;大跨隔震结构的一般楼层基本没有竖向减震效果,而在输入地震强度比较小的情况下网架竖向加速度基本没有减小,甚至稍有放大,但随着输入地震强度的增加,网架的竖向加速度减震率逐渐提高;对于网架的竖向位移响应,基础隔震模型在罕遇地震下有较明显的减震效果。最后建立了相应大跨隔震结构与非隔震结构的有限元分析模型,并对隔震支座进行参数优化,结果表明屈重比取4%～6%时,大跨网架隔震结构具有较小的基底剪力。     

组合隔震支座在大跨度连廊结构中的应用

以一连廊结构体系为研究对象,采用组合支座连接大跨度连廊和底部结构,实现释放温度应力和减小结构地震反应的目的。介绍了这种高位隔震方法的特点和减震原理,优化设计了隔震支座并分析了其特性,利用ANSYS程序对整体结构进行了非线性地震反应分析,最后对比分析了该隔震结构减震效果。结果表明,该连廊结构采用组合隔震支座后,不仅可以释放温度应力,而且可以显著减小结构地震反应。该方法可供连廊式结构隔震设计参考。     

某隔震建筑连廊结构设计与分析

某隔震建筑连廊由23.9m高的框架隔震结构和35.1m高的框架-剪力墙隔震结构，通过跨度为25.3m的钢桁架连廊分别在5.15m和16.55m标高连接形成。两侧塔楼水平位移和体量差异大，进行了3种连廊连接方式的选型分析，确定了一端固结一端滑动的连接方案。分析结果表明连廊对两侧隔震建筑的影响较小，在设防地震和罕遇地震作用下，有无连廊连接时两侧隔震建筑底部剪力和倾覆力矩基本一样，塔楼结构按单体模型进行承载力设计基本可行。通过罕遇地震作用下连廊整体模型和单体模型的变形分析，确定了连廊滑动支座的设计参数。有连廊整体和无连廊单体弹塑性分析结果表明塔楼结构相关范围构件均能满足性能目标要求。人群竖向荷载和横向荷载作用下，连廊结构的舒适度满足规范要求。     

附设间隙阻尼减震装置的高位隔震连体结构振动台试验研究

针对高位隔震连体结构,提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型,对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远场El Centro波和速度脉冲效应明显的近场Chi-Chi波、Kobe波作为地震激励。通过测量隔震支座水平位移、间隙阻尼装置力与位移响应、连廊结构加速度响应以及塔楼结构加速度和位移响应,分析罕遇地震与极罕遇地震作用下间隙阻尼装置对隔震支座位移的控制效果,以及对连廊结构和下部塔楼结构抗震性能的影响。结果表明：间隙阻尼装置可以有效地控制罕遇和极罕遇地震作用下隔震支座位移,8度罕遇地震作用下,隔震支座最大位移减小59.61%;间隙阻尼装置传导轴与限位环产生剧烈冲击,引起高频振动能量进入连廊结构,导致连廊水平向加速度响应有所放大,而竖向加速度响应显著;远场地震作用下,间隙阻尼装置的启动对塔楼结构楼层加速度和层间位移角有所放大,但未造成不利影响;在速度脉冲周期与整体结构基本自振周期接近的近场地震作用下,当地震波峰值加速度为0.40g时,附设间隙阻尼装置使塔楼结构楼层峰值加速度和...     

采用被动控制的四塔连体结构振动台试验研究

某四塔连体结构在顶部通过300m长的空中连廊在高度235m处连接,形成复杂的多塔楼高位连体结构。为减小地震作用下的结构响应及结构构件内力,采用被动控制方案,空中连廊与四栋塔楼的连接节点采用摩擦摆隔震支座,并设置阻尼器进行耗能与限位。为检验四塔连体高位减（隔）震结构的抗震性能,进行了1/25缩尺模型的模拟地震振动台试验研究。结果表明：采用被动消能减震的四塔连体结构满足抗震设计要求;摩擦摆隔震支座与黏滞阻尼器产生了良好的隔震与消能减震效果,空中连廊构件在罕遇地震作用下保持弹性工作状态。     

某超限多塔高层结构连廊大震弹塑性分析及其减震控制

多塔连体结构中,连廊与塔楼间的连接一直都是结构设计中的难点。基于SAUSAGE软件平台,本文以珠海某大底盘四塔连体结构工程为背景,研究了在水平双向罕遇地震作用下,单塔、多塔和整体三种模型方案对采用滑动支座和速度型粘滞阻尼器连接的连廊结构地震响应及阻尼器耗能的影响。通过对连廊的动力弹塑性时程分析,对比分析了不同模型方案中连廊的减震效果。结果表明,在水平双向罕遇地震作用下,采用速度型粘滞阻尼器控制的设计方案能够发挥很好的耗能减震作用。但单塔和多塔模型方案,忽略了其他塔楼的影响,偏向于安全。实际工程中连廊的分析应采用整体模型分析,设计时应引起重视。     

考虑行波效应的层间隔震高位连体结构动力响应分析

为了研究层间隔震对高位连体结构动力响应的影响,基于一致激励与非一致激励,对非隔震结构与隔震结构的地震响应进行了对比分析,得到了行波效应对两种结构塔楼与连接体的影响规律。研究表明:行波效应对非隔震高位连体结构层间位移角与楼层剪力的影响呈现底部楼层与顶部楼层较小,中间楼层较大的规律;对连接体主梁轴向受力有不利影响;在连体层与相邻的非连体层之间添加隔震层可有效的消除行波效应带来的不利影响,使得结构在计算时可以不考虑行波效应。     

基于组合支座的大底盘双塔隔震结构性能研究

采用弹性时程方法,对采用带铅芯的橡胶隔震支座与滑动隔震支座的组合布置形式的大底盘双塔高层隔震结构进行地震响应分析。主要包括结构的减震系数、结构层间位移曲线等。带铅芯的隔震支座主要布置在框架柱下,滑动隔震支座与橡胶隔震支座主要联合布置于中心核心筒下。结果表明,在多遇地震作用下,带铅芯的隔震支座可以提供有效的结构刚度及阻尼,滑动隔震支座可以最大程度的将地震能量转化为动能,高效率的调节隔震层的整体刚度。通过支座的合理布置形式,隔震结构的地震作用显著降低,水平减震效果非常明显。层间位移主要集中在隔震层,上部结构呈现为明显的整体平动。     

屈曲约束支撑与黏滞阻尼器的减震效果对比研究

以某钢筋混凝土框架结构工程实例为研究对象,选取与场地条件相匹配的地震动作为激励,在SAP2000程序中计算了该结构在多遇和罕遇地震作用下的非线性动力反应,并在框架结构模型中分别设置屈曲约束支撑和黏滞阻尼器。通过试算确定消能减震装置的参数,使得两种消能减震结构在多遇地震作用下的位移减震率均为40%。在此条件下,对比分析了结构的层间位移角、楼层加速度、基底剪力、柱轴力、塑性铰分布和各层阻尼器的工作状态。分析表明：在多遇地震作用下,屈曲约束支撑增大了结构的加速度响应,而黏滞阻尼器能够减小结构的加速度响应;在罕遇地震作用下,二者均能有效控制楼层的加速度响应,而屈曲约束支撑的位移减震效果更好,但黏滞阻尼器对框架柱内力的减少效果更为显著。     

高烈度地震区建筑隔震方法设计与分析实例

高烈度地震区某一钢筋混凝土框架结构宿舍楼,设计采用橡胶支座的减震隔震技术,通过有限元分析软件ETABS对其进行动力性能分析,对比了地震作用下隔震结构和非隔震结构的楼层平均剪力值、层间剪力比等,并研究了罕遇地震作用下隔震层支座位移及内力,得出与非隔震框架结构相比,底层隔震框架结构的周期延长,层剪力,位移,底层轴力均变小。说明采用隔震支座能有效地减小地震荷载对结构的不利影响,提高了结构的安全性。     

碳纤维复合材料在加层改造中的应用

某一五层住宅楼施工至五层时,业主要求加盖一层,因此需对已建部分进行加固。加固设计中通过采用轻质材料来减轻结构自重及减小底层柱的计算长度的措施,以减小结构的地震反应。对新结构计算后,仅底部几层柱的加密区体积配箍率无法满足加层要求,经技术、经济分析,采用在柱端粘贴碳纤维布的加固方法对柱进行抗震加固,收到了很好的综合效益,为类似工程提供了一种新的思路。     

风车型双连住宅楼板变形和受力问题的分析研究

风车型双连住宅建筑布置合理,结构上采用部分异型框架柱,满足了居室无柱角突出的要求,很受欢迎。但结构布置复杂,中间连接部分宽度小,楼板薄弱。设计人员对在水平力作用下连接部位楼板的变形与受力问题很关注。本文采用考虑楼板变形的计算机程序分析了在水平地震力作用下的内力与变形,并按串并联多质点振动体系输入地震波进行动力时程分析,研究了在整个地震过程中,连接部位的最大动力反应值。分析表明:只要对连接部位的楼板采取适当措施予以加强,这种结构是可以满足抗震要求的。     

楼板刚度和次框架对巨型钢框架结构地震反应的影响

以3个巨型钢框架结构为例,假设4个计算方案,输入代表不同场地条件的5条典型地震波,应用有限元分析方法,对不同计算方案的算例进行三维弹性地震时程反应分析。通过对不同计算方案结果的比较分析,研究考虑楼板刚度与否和次框架对巨型钢框架结构反应的影响,为进一步深入研究巨型钢结构的抗震性能及抗震设计提供基础。     

两层预制板砖砌体结构房屋模型双向拟动力试验研究

对一栋缩尺为1∶2的两层单开间预制板砖砌体结构房屋模型进行不同强度地震作用下的双向拟动力试验和非线性地震响应分析,研究该结构在地震作用下的破坏机制、变形、滞回特性及耗能能力等。结果表明：构造柱与圈梁的存在,使得预制板砌体结构具有较好的延性,地震破坏主要集中在底层,即使墙体严重开裂,也不至于整体结构垮塌;双向地震作用下一个方向的承载力与刚度退化会加剧另一个方向承载力与刚度的退化,从而导致砌体结构整体抗震能力的下降;滞回曲线由弓形最后发展到反S形,具有明显的捏缩和滑移效应;建立的砌体结构非线性空间有限元模型,能够反映预制板砌体结构的弹塑性地震响应,计算结果与实测结果基本吻合;两层砌体结构房屋能够满足设计规范的抗震要求。     

考虑填充墙影响的底层薄弱结构抗震性能研究

底层薄弱结构在1999年台湾集集地震中破坏严重,为吸取台湾集集地震的教训,对带底部柔弱层的建筑结构进行抗震性能研究,建立合理的计算模型,找出结构中不利于抗震的薄弱环节,制定有效的措施是十分必要的.     

深圳东海商务中心一期超限高层结构设计

东海商务中心一期中塔楼一为38层的超高层结构,结构总高度178.36m。工程采用框架核心筒结构体系,在下部2/3高度框架柱采用钢管混凝土叠合柱。采用PKPM和ETABS软件进行了小震和中震的弹性计算,采用ABAQUS软件进行了大震动力弹塑性时程分析进行验证。针对核心筒外圈剪力墙体平面布置不连续和底部几层仅有局部楼板等不足进行了重点分析并有针对性地采取了加强措施。对叠合柱进行了详细的分析,并对节点构造进行加强,在减小了柱截面的同时还增大了框架柱的延性和承载力。     

高层结构的鞭梢效应分析

系统地探讨了结构产生鞭梢效应的原因 ,发现当突出物的基本频率与整体结构的固有频率相同或相近 ,并与地面扰频相接近时 ,最易发生鞭梢效应 ,通过适当调整结构的刚度或质量分布使突出物的频率与整体结构的频率的差值增大 ,可减少鞭梢效应的影响 ,从而为结构设计提供更可靠的依据     

底层框架抗震墙砖房抗震设计的原则

介绍了底层框架抗震墙砖房的震害特点，对底层框架、上部砖房结构的抗震设防进行了分析，阐述了底层框架抗震墙砖房抗震设计应掌握的原则，提出了增强过渡楼层和房屋整体抗震能力的抗震设计方法和构造措施。     

不规则高层隔震结构地震响应的影响分析

以不规则且高宽比达6.1的三维隔震结构为分析模型,隔震层力学特性水平采用Bouc-Wen模型,竖向采用拉压不等双线性模型。根据PGA/PAV(地震加速度峰值比速度峰值),选取了10条地震波,分析了地震波频谱特性及隔震层偏心对不规则大高宽比隔震结构地震响应的影响。分析结果表明:采取隔震措施后,隔震层和结构顶层加速度均可减小69%,结构顶层扭转角减缓达67%;低频长周期地震波作用下隔震结构的地震响应较高频短周期地震波的大,结构响应大致随着PGA/PGV的增大而减小;当隔震后周期达某一程度后,隔震层偏心对上部结构影响不明显,可以适当放宽对支座布置的要求。本文分析结果对高层隔震结构设计具有一定参考价值。     

高层钢-混凝土混合结构地震反应分析

针对目前高层建筑中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系的抗震性能实用计算开展研究,利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理建立计算机模型,采用时程分析法进行地震反应分析,计算输入3种地震波时结构最大楼层位移、最大层间位移角沿楼高的分布曲线。在合理选取一定数量的地震记录及典型结构形式的基础上,经分析得到该建筑物的自振特性。结果表明,结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对结构的抗震性能均有较大影响。