近断层地震作用下基础隔震结构的振动分析

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较少,特别是对竖向分量的考虑.本文选取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速度脉冲型记录与断层附近非脉冲型记录作为地震输入,分析了基础隔震结构在近断层水平一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.结果表明...     

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。     

LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应研究

对LRB(Lead Rubber Bearing)基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应进行了系统参数研究.考虑到近断层脉冲型地震动记录数量的有限性,为了参数研究的方便,提出了人工合成近断层脉冲型地震动的方法,即以实际的常规地震波(即远场地震)为底波,在此基础上叠加上等效脉冲模型来模拟近断层脉冲型地震;以此为输入,系统研究比较了在近断层脉冲型地震和常规地震作用下,LRB基础隔震结构的动力反应特性、不同的近断层脉冲型类型以及近断层脉冲型地震动参数和LRB隔震系统力学性能对上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移的影响.研究表明:LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下,上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移与常规地震作用下相比,均有较大增加,隔震范围有一定减小;近断层地震动的脉冲类型,以及脉冲周期对LRB基础隔震结构的动力反应有很大的影响.     

近断层脉冲地震作用下基础隔震体系动力响应

针对近断层地震作用下基础隔震体系地震响应,分析了近断层(近震)地震波的反应谱,以及远震地震波的反应谱,并进行了比较分析近断层地震和远震的能量谱,研究了近震及远震能量谱的特点,以及从隔震机理上分析了近震对隔震结构的影响。以某基础隔震结构为算例,采用相同地震的相同近断层(近震)地震波及远场地震波作为地震激励,分析了其对基础隔震结构地震响应的影响,进而探讨了基础隔震结构在近震下动力响应的特点。结果表明,近断层脉冲型地震动对基础隔震结构的地震反应有较大的影响,可能造成上部结构发生破坏,在近断层地震区进行基础隔震结构设计时,地震动的长周期脉冲效应不能忽略,应予以关注。     

基础隔震结构竖向地震反应试验研究

通过模拟地震振动台试验,研究了基础隔震结构的竖向地震反应特点.首先通过对不同支座的竖向力进行比较可知,基础隔震结构在遭遇水平地震波时,位于支座布置平面中非对称轴的支座处可能产生较大的竖向反应;其次对隔震结构和非隔震结构的竖向地震反应进行对比分析可知,基础隔震结构对于竖向地震动的隔震效果不明显.因此竖向地震动对结构的作用不可忽视,在进行基础隔震结构抗震设计中应加以关注.     

水平双向地震作用下基础隔震结构支座位移的确定

对不同场地条件下,不同周期的基础隔震结构在水平双向和单向地震作用下的隔震支座位移进行了对比分析,表明水平双向地震作用下隔震支座的总位移均明显大于水平单向地震作用下的支座位移,其比值的平均值为1.187,因而,在简化设计中确定基础隔震结构隔震支座位移时,可将水平单向地震作用下的隔震支座位移增大20%,以考虑水平双向地震作用对基础隔震结构隔震支座位移的影响。     

叠层橡胶基础隔震结构的地震动力反应分析

基础隔震是新近发展起来且正在不断完善的一种技术。以一幢12层框架-剪力墙结构作为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对底部两层框架结构进行非线性动力时程分析,探讨采用叠层橡胶基础隔震技术后的减震效果及其地震反应的特点。通过计算分析比较,可以看出建筑物采用橡胶垫隔震支座后隔震效果显著,大大的减轻了结构的水平地震作用。而且隔震结构的基底剪力、层间位移、各层加速度都远远小于不隔震结构。     

水平双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移的影响

对不同场地条件下、不同周期的摩擦摆基础隔震结构在水平双向和单向地震作用下的隔震支座位移进行了对比分析,表明水平双向地震作用下隔震支座的总位移均明显大于水平单向地震作用下的支座位移。因而,在简化设计中确定摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移时,可将水平单向地震作用下的隔震支座位移增大30%,以考虑水平双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构隔震支座位移的影响。     

基础隔震结构水平地震作用分布规律研究

对中国和美国相关规范中基础隔震结构水平地震作用的分布规律进行了阐述和分析,并将其与基础隔震结构时程地震反应分析的结果进行了对比.分析表明,基础隔震结构水平地震作用接近于均匀分布,采用倒三角形分布是不恰当的;同时,在确定基础隔震结构水平地震作用分布规律时,应考虑上部结构动力特性的影响.     

橡胶垫基础隔震结构考虑竖向地震作用高宽比限制研究

采用多质点层间剪切型分析模型 ,建立了橡胶垫基础隔震结构在水平与竖向地震联合作用下的运动微分方程 ,并推导了隔震结构高宽比限值的简化计算公式。在考虑了场地条件、地震烈度等影响因素下 ,分析了竖向地震作用的存在对隔震结构高宽比限值的影响规律。研究表明 ,在硬土场地上 ,竖向地震作用的存在对隔震结构高宽比限值有较大影响 ,并随着地震烈度、竖向加速度峰值的增大而增大。建在高烈度设防区较硬土场地上的基础隔震结构 ,其高宽比的确定应考虑竖向地震作用的影响     

罕遇地震作用下单层框架支撑体系的塑性极限分析

针对单层框架支撑体系 ,运用结构塑性极限分析原理 ,给出了在罕遇地震作用下可能出现的破坏机构及相应的极限荷载半解析解。通过比较分析 ,得出最可能出现的几种破坏机构 ,从而可求出最小的破坏地震作用。再按刚度分配原则 ,可求出实际结构不形成机构体系可能承受的最大水平地震作用。     

隔震板柱结构非线性地震响应分析

为改善板柱结构的抗震性能,将隔震技术应用于该结构体系。建立了三维有限元模型,非线性时程分析表明:基础隔震板柱结构的周期明显延长,加速度、层间位移、楼板弯矩和剪力等明显减小,隔震是提高板柱结构抗震性能的有效途径。     

基础隔震-ATMD混合控制结构的抗震分析

研究了顶层设置主动调谐质量阻尼器(ATMD)的基础隔震混合控制结构的抗震性能。首先,建立该混合控制结构的数学模型,其中应用双线性恢复力模型描述基础橡胶隔震垫的弹塑性特性,运用简单的加速度反馈算法计算ATMD的控制力。采用wilson-θ法求解运动微分方程。通过具体结构的地震动力时程反应分析,对该混合控制结构的抗震性能作出了评价。     

地震作用下埋地管线的动力响应分析

基于非线性动力学理论和有限元理论,运用ADINA有限元软件建立了管土模型,对地震作用下的埋地管线进行了动力分析。探讨了压缩模量、内摩擦角和黏聚力等土性力学参数以及地震作用等对埋地管线最大横向位移和最大等效应力的影响。结果表明:在地震作用下,土体的黏聚力越大,内摩擦角越小,埋地管线的最大横向位移就越小,而随着土体压缩模量的增加,埋地管线的最大横向位移先增大后减小;管线的最大等效应力随着土体压缩模量、内摩擦角的增加而减小,随着黏聚力的增大而增大;当地震荷载增大时,管线的最大横向位移和最大等效应力增大。     

减震结构中橡胶垫水平刚度的变化对动力分析的影响

对橡胶垫减震结构中隔震层恢复力曲线进行了详细的研究,对该结构在弹塑性范围内进行了地震反应的动力分析,计算了结构在地震波作用下各层的位移反应,研究了橡胶垫水平刚度变化对动力分析的影响。并分析了不同的场地对建筑物减震效果的影响。这些都为结构设计提供了参考依据。     

MR智能基础隔震结构抗震性能分析

研究MR智能基础隔震结构的抗震性能。首先,建立该混合控制结构的数学模型,其中应用双线型恢复模型描述橡胶垫隔震层的弹塑性特性,运用自适应神经网络模糊系统(ANFS)计算MR阻尼器的控制力。在SIMULINK环境下对控制结构进行仿真动力分析。并对具体结构进行地震作用下的时程反应分析,仿真分析表明:自适应神经网络模糊系统可以有效地应用到结构控制中,并证实了MR基础隔震结构是一种性能优异的智能控制系统。     

土-结构相互作用对基础隔震体系地震反应的影响

基础隔震技术已广泛地应用于建筑结构、桥梁等工程领域,现有规范和基础隔震抗震理论,忽略了土-结构相互作用的影响。但是,土-结构相互作用对基础隔震体系的影响程度、影响因素是值得探讨的。通过ANSYS软件建立了三维有限元模型,输入El-Centro（N-S）波、TAFT波、唐山滦河地震记录、天津宁河地震记录进行非线性地震反应分析,并对考虑土-结构相互作用的基础隔震体系地震反应影响因素进行分析,得到了一些有益的结论。