竖向刚度对FPS滑移摩擦摆系统隔震性能影响研究

根据多体动力学理论相对动能定理推求了FPS滑移式摩擦摆隔震系统动力反应分析计算公式,并考虑了竖向弹性振动的影响。分析与计算结果表明:FPS滑移摩擦摆具有隔震系统所必需的特性。较长的自振周期使其具有必要的隔震能力;依靠重力可以使结构复位。依靠滑块与滑道接触面的滑动摩擦阻力可以消耗传入结构的能量。适当地选取滑道半径与滚动摩擦系数值,隔震效率可达90%左右。当滑道半径为2m～3m、滑动摩擦系数为0.01左右时,隔震系统具有较好的消能效果与复位能力。在通常实用的滑动摩擦系数范围内,当竖向层间刚度系数为水平层间刚度系数的10倍以上时,可以不考虑竖向振动对水平方向隔震效果的影响。     

竖向刚度对偏心辊轴摩擦摆隔震系统性能影响研究

根据多体动力学相对动能定理推求了偏心辊轴摩擦摆隔震系统动力反应分析计算公式,并考虑了竖向刚度的影响。分析与计算结果表明:设置偏心辊轴摩擦摆系统之后,结构地震动力反应的层间位移大幅减少。当辊轴截面偏心距为20～30mm、滚动摩擦系数为0.01左右时,隔震系统具有较好的消能效果与复位能力。当竖向层间刚度系数为水平层间刚度系数的10倍以上时,可以不考虑竖向刚度对水平方向隔震效果的影响。     

竖向振动对椭圆滑道辊轴摩擦摆隔震性能影响

根据多体动力学理论相对动能定理,推求了椭圆滑道RFPS辊轴式摩擦摆隔震系统动力反应分析计算公式,并考虑了竖向弹性振动的影响.分析与计算结果表明:RFPS辊轴式摩擦摆具有隔震系统所必需特性;较长的自振周期使其具有必要的隔震能力;依靠重力可以使结构复位.依靠滑块与滑道接触面的滑动摩擦阻力可以消耗传入结构的能量.适当地选取滑...     

圆弧滑道辊轴摩擦摆隔震系统的研究

提出了建筑物滚动摩擦隔震理论.根据动能定理与多体动力学理论,导出了圆弧滑道摩擦隔震系统的强非线性多自由度运动方程,并根据龙格-库塔方法给出了数值求解过程.计算了一个实例工程在地震作用下的动力反应特性.分析,辊轴摩擦隔震系统的隔震性能.辊轴式摩擦摆的结构较FPS滑道式摩擦摆有了改善.它消除了FPS型摩擦摆中滑道摩擦力的冲击作用,也不必在滑道系统中设置运动转向装置.而且在竖向也可能会有较好的隔震效果.     

土-结构作用对任意曲面RFPS滚珠摩擦摆减震效果影响分析

通过子结构的方法，建立考虑SSI(Soil Structure Interaction)下的RFPS滚珠支座隔震结构的地震动力反应计算模型来探讨SSI对RFPS减震效果的作用，通过有限元模拟软件计算。RFPS滚珠支座由上、下两个凹形圆弧曲线滑道和放置在2个滑道中间位置的滚珠组成，滚珠与滑道之间为非协调接触相当于一种滚珠摩擦摆。这种摩擦摆增加了结构的自振周期，即提供了一定的隔震能力。因此RFPS具备隔震装置必备的特征。该系统中上、下盘接触面与滚珠之间产生的摩擦力可抵消一定的地震能量，且依靠自身重力可以使其复位。在影响滚动摩擦力的所有要素里，均考虑了弹性滞后和接触面滑移的影响。计算结果表明：(1)在结构中设置RFPS可明显减小动力反应；(2)考虑SSI作用时，刚性基础的平移不大，转动角也很小，在较软弱场地可能不宜安装RFPS;在较坚硬场地设置RFPS隔震支座时，只有对较小的摩擦系数(0.05),不考虑SSI的结果才是偏于安全的；(3)选择滑道半径时，应考虑减震效果及体系复位两方面的需求；楼层加速度受到基础重心高度的作用，使结构顶部产生轻微鞭梢效应。     

FPS摩擦摆与碟型弹簧组合隔震系统性能分析研究

根据多体动力学理论相对动能定理推求了FPS滑移式摩擦摆与碟型弹簧组成的三维复合隔震系统动力反应分析计算公式,考虑了竖向振动与水平向振动的耦合作用。分析与计算结果表明:隔震系统在水平向与竖向都具备必要的隔震特性.当滑道半径为1～2m、滑动摩擦系数为0.01左右时,水平向隔震效率可达85%左右,在竖向也能有效减小受压层间位移与防止出现受拉层间位移。滑道曲率对体系竖向振动的扰动很小,可不考虑水平向与竖向的耦合作用,各自单独计算。     

多级变频复合摩擦摆-隔震支座的力学性能和隔震效果研究

为避免摩擦摆隔震结构与上部结构发生共振破坏,研制出具有变曲率变摩擦系数圆弧滑动面的多级变频摩擦摆隔震支座。在阐述其力学性能和隔震机理的基础上,通过动力平衡方程分析得出该多级变频摩擦摆隔震支座的自振周期只与该摩擦摆摩擦系数μ、弧面半径R及摩擦摆水平限度位移有关。加工出实体模型,通过试验测试其恢复力模型和摩擦系数等力学性能;采用ABAQUS有限元软件对一栋安装此隔震支座的6层框架结构进行模拟分析,对比在地震作用下,隔震前后结构的动力响应。研究表明:多级变频摩擦摆具有良好的稳定性、变频能力、自限及自复位能力,且适应多级隔震,无需单独设置阻尼器,结构简单,应用方便,隔震效果良好。     

弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟研究

介绍弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座基本构造,基于力学平衡原理进行理论分析,推导支座刚度、周期表达式等。采用有限元软件ABAQUS建立双凹面摩擦摆隔震支座与弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座模型,对不同弹簧刚度、摩擦系数下的支座滞回特性等进行分析。研究结果表明,理论计算得到的弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座滞回曲线与数值模拟结果吻合较好,可知理论公式推导合理;弹簧改进型双凹面摩擦摆隔震支座滞回曲线饱满且对称,表明支座具有良好的耗能能力;为保证减隔震效果,应合理设置弹簧刚度、摩擦系数;应选择合适的球铰面尺寸,并使支座保持弹性状态。     

基于摩擦摆支座的城市高架桥梁隔震性能研究

为研究摩擦摆支座应用于城市连续梁桥隔震的可行性与适用性,以郑州市某联高架连续梁桥为例,开展了摩擦摆支座对城市高架桥的隔震性能研究;基于Midas Civil软件建立了桥梁的三维有限元分析模型,采用非线性时程分析法开展了不同隔震方案的桥梁动力特性和地震作用效应研究,进一步分析了桥梁最优隔震方案的摩擦摆支座设计参数对桥梁隔震效果的影响。研究结果表明:摩擦摆支座可以延长城市高架桥梁在地震作用下主要参振模态的自振周期;采用摩擦摆支座的隔震桥梁能明显降低固定墩的地震作用效应,可使各桥墩的内力和位移分布更为均匀;采用全桥隔震时,摩擦摆支座的隔震效果最佳,摩擦摆支座存在最优的动摩擦系数0. 04,且滑道半径取3m时综合效益最高。     

干摩擦板-复位弹簧隔震系统特性的研究

从理论上分析了干摩擦板—复位弹簧隔震系统的一些特性,并计算了两个不同层数的建筑物在地震作用下的动力反应。计算结果表明,在通过优化选取合理参数的条件下,应用摩擦板—复位弹簧系统隔震具有明显的减震效果,最大位移值与层间位移值大幅度减少。底层层间位移可以减少80%以上,顶层层间位移可以减少60%左右。为保证系统的正常复位,复位弹簧的刚度系数应大于其下限值。在设有隔震系统的情况下,竖向地震的影响对计算结果影响很小以至于可以忽略。     

关于人防工程隔震设计的探讨

隔震设计是人防指挥所工程设计的重要内容之一,但目前在隔震设计实践中存在一些争议和误区。如人防隔震规范要求,三等以上人防指挥所工程应进行隔震。此处的“隔震”到底是指要进行隔震设计和计算,还是不需计算都应采取隔震措施？为解决人防工程隔震设计中遇到的实际问题,通过对人防工程隔震设计相关条文的分析,明确了隔震设计应遵循的基本原则;通过一个典型的工程算例,说明了隔震计算的必要性。文章对目前在人防工程隔震设计实践中存在的分歧和争议进行了厘清,对于人防工程的隔震设计具有指导意义。     

极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究

基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用，有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象，基于弹塑性时程分析的统计结果，分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明：极罕遇地震作用下，采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取；为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏，应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座；如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。     

西安丝路国际会议中心隔震技术应用研究

随着建筑复杂程度的不断增大及隔震技术应用的推广，有必要对大跨复杂结构隔震设计过程中的关键问题进行研究。以西安丝路国际会议中心为工程背景，介绍了隔震设计在大跨复杂结构中的应用。该建筑结构地上部分采用巨型钢框架结构，地下部分采用混凝土框架-剪力墙结构，在地下室顶板以下柱顶布置隔震支座形成隔震层，隔震层混合使用“橡胶隔震支座+弹性滑板支座+黏滞阻尼器”。通过隔震层的选型与布置及计算分析，认为采用地下室顶板以下柱顶布置隔震层的方式具有适用性，隔震设计满足规范各项要求。结合结构特点，对隔震结构扭转控制、超长钢结构采用隔震设计时温度效应的影响、隔震层在地震作用下的自复位能力、双支座布置误差控制及弹性滑板支座水平度控制要求等问题进行了分析，并针对各专项问题提出了相应的解决方法和控制措施，为类似工程设计提供参考。     

Analytical and Numerical Study of a Smart Sliding Base Isolation System for Seismic Protection of Buildings

The seismic response of a single–story steel building frame with a smart base isolation system is evaluated. The isolation system consists of sliding bearings combined with an adaptive fluid damper. The damping capacity of the fluid damper can be modulated in real time based on feedback from the earthquake ground motion and superstructure response. The adaptive capabilities of the fluid damper enable the isolation system displacement to be controlled while simultaneously limiting the interstory drift response of the superstructure. This paper concentrates on the development of analytical models of the smart isolation system and control algorithms for operation of the system. In general, the results from numerical simulations demonstrate that, for disparate earthquake ground motions, the smart isolation system is capable of simultaneously limiting both the response of the isolation system and the superstructure.     

不同隔震体系地震反应分析对比

本文借助于有限元软件SAP2000对某工程采用的传统结构、纯橡胶支座隔震、纯滑移支座隔震及并联复合隔震四种方案进行时程分析对比。结果表明:三种隔震体系都有明显的隔震性能,且并联复合隔震体系隔震性能介于纯橡胶垫隔震体系和纯摩擦滑移隔震体系之间,合理控制复合隔震的参数可得到一种隔震性能优良的隔震体系。     

振动试验设备上楼的振动分析与隔振

振动设备安装在楼板上,其振动的影响要远大于在地面上.因此,在结构设计中,不仅要满足静力设计的条件,还需要进行动力分析.为了减少振动危害,就需采取有效的隔振方法.对子激振频率较高的振动设备,采用在试验台下设配重底板隔振的方法可以提高隔振效率.振型叠加法是振动理论中较常用的一种分析方法,对于有明确激振作用的情况,运用RIT...     

连续梁桥减、隔震体系的优化设计

本文根据连续梁桥减、隔震体系设计的特点,建立了桥梁减、隔震体系优化设计公式,实现了应用结构最优化设计理论设计桥梁减、隔震支座动力控制参数,使得桥梁墩、台所受到的地震水平力最小的同时满足小震作用下桥梁结构保持弹性;强震作用下减、隔震支座发生弹塑性变形耗散地震能量的减、隔震设计思想.通过编制的桥梁减、隔震体系优化设计程序,对连续梁桥减、隔震体系优化设计进行了算例分析,得出了一些有用的结论.     

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.     

高层装配式层间隔震结构的抗震性能及破坏失效模式研究

本文在同时考虑隔震层及其上、下部结构非线性的基础上,对一高层装配式层间隔震结构进行了动力弹塑性分析。通过分析结构地震响应,研究其不同地震波输入下的抗震性能。并通过增量动力分析(IDA)探讨高层装配式层间隔震结构在超大地震下的损伤机理和失效破坏模式,为高层层间隔震技术的发展提供了理论依据。