既有砌体结构摩擦滑移隔震加固工程有限元分析

摩擦滑移隔震技术具有成本经济、设计简洁等优点,广泛应用于各类隔震建筑中。基于摩擦滑移的隔震原理,结合既有砌体结构的特征,设计出新型摩擦滑移装置,并将其应用于既有结构加固设计中。结合工程实例,通过建立3组不同连接方式的多层砌体结构模型,对比基础不同连接形式在罕遇地震下的加速度、基底剪力及位移反应。试验结果表明：摩擦滑移隔震装置的设置能够大大降低结构的地震响应。设置限位型的摩擦滑移连接也能起良好的隔震效果,限位装置的增加能够有效地减小底部滑移量,满足工程使用的要求。根据工程实例,对摩擦滑移隔震的“双基础圈梁”装置的具体构造,以及在加固设计中的平面布置及关键部位的构造等进行说明,为摩擦滑移技术在加固设计中的应用与进一步优化提供思路。     

采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构振动台试验研究

提出一种二硫化钼固体润滑剂涂层的新型分离式摩擦滑移隔震装置,为研究该新型隔震系统对结构抗震性能的影响,进行了隔震和非隔震结构的模型振动台对比试验。基于试验结果,从结构的动力特性、位移反应及加速度反应等方面评价结构抗震性能,并对比分析了该新型摩擦滑移隔震系统的隔震效果。研究表明:二硫化钼固体润滑剂涂层具有较高的竖向承载特性和低摩擦特性,新型分离式摩擦滑移隔震系统能够有效降低结构地震响应。相比于非隔震结构,采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构的楼层加速度、层间位移角均减小,地震作用下,结构能量的耗散主要集中在隔震支座处,该隔震系统具有良好的隔震效果,结构可以满足抗震要求。     

新型摩擦滑移隔震支座试验研究

文中采用新型固体摩擦滑移材料,即二硫化钼固体润滑剂,研发了一种新型摩擦滑移隔震支座,并采用MTS电液伺服试验系统,对文中提出的新型摩擦滑移隔震支座进行了试验研究,在实验室测定了隔震支座的摩擦系数,得到不同竖向荷载作用下的隔震层摩擦系数。确定了滑移层的滞回曲线,并拟合了摩擦系数和竖向压应力之间的函数方程。测试了隔震支座的摩擦滑移系数及多种工况下的隔震性能,建立了相应的力学分析和计算模型,研究结果表明,二硫化钼固体润滑剂的摩擦系数较小,摩擦性能稳定,采用二硫化钼固体润滑剂研发的摩擦滑移隔震装置,构造和力学计算模型均简单,性能可靠,组合方便,便于应用,是一种较好的隔震装置。     

大开间砖混结构滑移隔震试验研究

以砖混结构为研究对象,采用基底滑移隔震方法,对未采取特殊构造措施的大开间模型砖房进行模拟地震振动台试验。在试验中,适量调整影响隔震效果的多种参数,定量或定性分析各参数的影响,并对结构滑移隔震机理和特性进行探讨。     

上海玉佛禅寺大雄宝殿隔震就位连接关键技术

上海玉佛禅寺大雄宝殿移位后采取了隔震就位连接方式,有效地降低了上部结构及非结构构件的地震效应。施工中,针对软土地基长周期结构特点,采用摩擦滑移组合隔震技术,并阐述了其隔震层的设计与布置、隔震装置的连接构造、隔震层位移变形后的复位技术,以及相关隔震构造等关键技术措施,与一般隔震工程相比,其具有鲜明特色,可为类似的隔震加固工程提供参考借鉴。     

适用纯摩擦基础隔震结构的新型限位装置研究

为了克服纯摩擦基础滑移隔震结构缺乏限位能力的不足,将橡胶与铅芯合理组合形成一种新型的限位装置。利用Matlab/Simulink建立新型限位装置的仿真模型,通过数值模拟,确定带限位装置的隔震体系在"先滑后限"状态下的自滑区长度,分析限位橡胶弹性刚度、刚度比及隔震层摩擦系数对结构动力响应的影响。新型限位装置具有较好的隔震限位性能。限位橡胶的屈服前刚度、刚度比越大,结构基底最大剪力也越大,隔震层最大滑移越小。新型橡胶限位装置能为后续起草的建筑摩擦隔震技术规程的被动控制措施提供重要参考。     

某大跨网架结构屋盖隔震整体分析

本文在分析大跨空间网架自身结构特性的基础上,提出采用柱顶隔震方法作为该类结构的减震措施。研究了橡胶支座与滑移支座两类隔震装置用于网架结构柱顶隔震的工作机理,进而以某大跨网架结构为例,对具有不同自振周期的网架结构采用不同隔震装置在不同地震波下隔震效果进行了对比。结果表明:两类隔震支座在网架柱顶隔震中均有较好的隔震效果,相对橡胶支座而言,滑移隔震支座受结构动力特性与地震波输入的影响较小。     

不同摩擦系数下基底滑移结构减震性能分析

以砖混结构作为研究对象,探讨了采用基底滑移隔震技术后的减震效果及其地震反应的特点.为此,运用FORTRAN编制的结构隔震动力时程分析程序,对其进行计算.以2～8层砖混结构建筑为算例,分别考虑了不隔震(传统抗震)、基底滑移隔震两种方案,对其输入E1-Centro波,并且选取不同的摩擦系数,进行了大量的比较计算分析,得出了一些有益的结论.     

基础滑移隔震技术在多层建筑中的应用

本文介绍基础滑移隔震技术在多层砖混结构中的施工工艺及应用效果。     

基础隔震结构设置摩擦阻尼器的地震反应研究

研究了采用滑移摩擦阻尼器的基础隔震体系在地震作用下动力反应分析的理论模型和数值方法,将计算结果与试验结果及与其它文献方法的结果作了对比分析,探讨了摩擦隔震反应的一些特点和规律,并进一步通过楼面反应谱计算对滑移附加衰减振动的影响进行了分析.该理论模型不论是否产生摩擦滑动,均将摩擦隔震层作为结构体系的一个广义计算质点,并将摩擦力模型化为速度相关型阻尼力,避免了不同摩擦阶段动力方程及其数目的反复转换.研究表明,本文方法及结果正确可靠,精度满足要求;设置摩擦阻尼器(或滑移支座)的隔震体系具有良好的减震效果,隔震层最大位移反应也较小,而残余位移还需通过有关措施来控制.由于摩擦隔震结构的滑移附加衰减振动使加速度反应的峰值增大,引起人们对摩擦隔震性能和效果的某些疑虑,本文计算分析指出,这种附加振动基本不会影响结构的滑动位移及其它减震特性,对楼面设施减震效果的影响也很小.     

新型滑移隔震装置减震性能有限元分析

基于二硫化钼材料的低摩擦系数、高磨损寿命和润滑性能可靠等优点,以软钢实体圆锥棒作为限位消能元件,设计制作了一种新型滑移隔震装置。采用MTS电液伺服试验系统测试了滑移隔震支座的摩擦性能,并建立了1个1∶5的5层框架结构的ABAQUS有限元模型,分析了不同摩擦系数和竖向地震激励下结构体系的动力反应。结果表明:设计的新型滑移隔震支座摩擦系数曲线较为平缓,且随着试验次数的增加,摩擦系数逐渐减小,最终稳定在0.04~0.05,二硫化钼材料的摩擦性能稳定、摩擦系数低,可以作为建筑摩擦滑移隔震系统中的滑移材料。随着摩擦系数的增大,结构的加速度反应增大,而相对位移却不断减小,较小的摩擦系数使上部结构偏于安全,但隔震层会产生较大的位移。相比X向单向地震,在竖向地震作用下结构的加速度反应和位移反应都有所增大,但其增大幅度都不超过10%,表明在竖向地震荷载作用下,滑移隔震技术依然有效。     

新型复合滑移隔震装置的试验研究

为了综合叠层钢板橡胶支座和摩擦滑移支座的优点,并将机械领域摩擦性能良好的二硫化钨(WS2)材料用于摩擦滑板,设计研制了一种新型滑移隔震装置;试验测定了喷涂二硫化钨钢板之间的摩擦系数及支座在简谐激励下的滞回性能。结果表明,新型复合滑移隔震装置性能稳定,正压应力和位移幅值是影响摩擦系数的主要因素,加载频率与摩擦系数无关。     

串联基础隔震框架在竖向压应力变化时的性能分析

本文研究了橡胶隔震垫与摩擦滑移板串联的组合式基础隔震层的动力特点和适用性,分析了整体倾覆力矩、支座竖向差异变形、上部结构竖向刚度等对串联的组合式隔震层的影响,以及组合式隔震层对上部结构扭转的影响.计算分析表明,由于摩擦滑移板竖向压应力的变化,引起隔震层水平动力性能产生变化,在设计中应予考虑.     

带限位装置的摩擦隔震结构动力特性及地震反应分析

提出了一种新型基础隔震模型,即带限位装置的摩擦隔震体系 (S- LF);基于此隔震模型,利用 Poincare映射法研究地面谐运动下 S- LF结构的运动特征;并利用高精度的精细时程积分法,通过对地震作用下 S- LF动力响应的计算,绘制了上部结构最大加速度反应谱和基底最大滑移量反应谱,并研究了各种结构参数对隔震的影响;通过与恢复力摩擦隔震系统 (R- FBI)和纯摩擦力滑移隔震系统 (P- F)的比较表明, S- LF的隔震性能优于 P- F和 R- FBI;最后通过对计算实例的分析发现,地震作用下 S- LF结构的层间最大剪力和最大绝对加速度反应分布较一般传统结构有很大区别。     

滑移隔震框架结构节点构造研究

以建筑物滑移隔震技术为基础,结合试验研究和有限元分析,研究了滑移隔震结构隔震层滑移量与限位装置间的关联,进而提出了框架结构使用滑移隔震支座的节点构造详图,为框架结构滑移隔震施工提供了参考。     

三重摩擦摆支座多阶段隔震性能的控制参数分析

简要介绍了三重摩擦摆支座的基本原理和力-位移关系,分析讨论了三重摩擦摆支座用于数值模拟的串联模型及其数值模拟的实现方法。以一装设三重摩擦摆支座的六层钢筋混凝土框架结构为算例,利用串联模型模拟三重摩擦摆支座,采用SAP2000进行建模分析。选择3组分别对应众值烈度、基本烈度以及罕遇烈度水准的地震动记录,对该隔震结构动力模型进行非线性时程分析,研究了支座滞回特性以及中周期支座和长周期支座的参数变化对隔震结构地震响应的影响。分析结果表明:支座的滑移面半径和滑移面摩擦系数对中周期支座隔震结构响应的影响较大,而滑移面半径和支座位移能力对长周期支座隔震结构响应的影响较大。     

用实时拟动力试验方法研究滑移摩擦隔震系统的可行性

用数值计算分析了采用实时拟动力试验方法研究滑移摩擦隔震装置的可行性。重点考察了拉格朗日插值方法对作动器位移与速度精确度的影响。通过对一个七个自由度结构模型设置滑移摩擦隔震支座动力反应时程的分析可知,用实时拟动力试验系统研究滑移摩擦类隔震结构是可行的。通常当Δt=0.01s,δt=0.001s时,SGT外插值运算的次数不应超过五次,内插值的运算次数可以不受限制。宜采用三阶拉格朗日插值计算公式,以控制动力反应速度失真及突变速度的大小。在进行实时拟动力试验时必须考虑作动器系统位移滞后的影响,标定滞后时段长度,并在编制控制程序时予以补偿。     

江南大酒店平移工程基础隔震设计与地震反应分析

介绍了江南大酒店整体平移后采用摩擦滑移基础隔震的设计。隔震支座为聚四氟乙烯滑移支座。工程设计有效地把结构的整体平移与隔震结合在一起。计算分析表明 ,采用基础隔震后 ,大大提高了结构在罕遇水平地震作用下的可靠度 ,具有较大的经济效益。     

摩擦滑移隔震结构的能量分析

采用小波包变换的方法，分析了摩擦滑移隔震结构在不同场地类别地震波重构信号作用下能量传递规律。结果表明，地震波的低频信号对结构能量反应起主要作用，对于不同的场地类别，摩擦系数对隔震结构能量传递的影响不同。     

带限位装置的简易农居摩擦滑移隔震做法

以摩擦滑移隔震理论为基础,针对农村民居抗震能力普遍不足的现状,提出一种简单经济、方便实用的隔震方法。介绍了其设计原理与做法,给出了具体算例。该隔震装置造价低廉、施工简易,适宜在广大农村房屋中推广使用。