既有框架剪力墙隔震性能研究

为研究既有框架剪力墙结构隔震处理后的的隔震性能,本文采用SAP2000软件对既有框架剪力墙抗震加固结构和既有框架剪力墙隔震加固结构进行数值模拟,对比二者在地震作用的层间剪力、层间位移,得出与抗震加固结构相比,隔震加固结构周期延长、层间剪力、层间位移均变小。说明采用隔震加固能有效地减小地震对结构的不利影响,提高了结构的安全性。     

基础隔震结构中上部结构与隔震层的刚度比限值研究

以控制结构变形为目标,将上部结构刚度与隔震层刚度的比值定义为隔震刚度比,作为反映上部结构与隔震层协同变形特点的指标。假定上部结构的地震作用沿高度为矩形分布,在一般结构单质点简化方法基础上提出一种隔震结构动力分析的等效简化方法。进一步分析双自由度等效模型的刚度影响和动力特性,以隔震刚度比的形式解释了结构位移需求、位移分配函数以及隔震刚度比对结构抗震性能的影响。基于抗震性能,推导出结构位移需求与周期关系式、临界隔震刚度比表达式、最大和最小隔震刚度比限值表达式。选取不同结构高度、地震烈度、阻尼条件等计算了上部形式为框架、框-剪、剪力墙结构的三类隔震结构在罕遇地震作用下的隔震刚度比限值。结果表明,一般隔震结构的隔震刚度比限值不宜小于4,低多层隔震结构主要由最小隔震刚度比控制,高层隔震结构在特定条件下需要满足最大隔震刚度比限值。计算结果整理成表格可供设计参考。     

内置短肢剪力墙结构抗震性能分析

结合一栋25层住宅,分别按普通剪力墙和内置短肢剪力墙两种结构体系进行多遇地震下的弹性分析与罕遇地震下的弹塑性分析,通过对比层间位移角、基底剪力、塑性铰发展情况和滞回曲线等性能参数来比较两种结构体系的抗震性能。分析结果表明,内置短肢剪力墙具有抗扭刚度好、抗侧刚度较小、层间剪力小等特点,在抗震性能方面有独特的优势。     

考虑隔震支座竖向变形对基础隔震剪力墙结构的抗侧刚度影响研究

与普通抗震结构不同,由于隔震支座会发生竖向变形,基础隔震结构在地震作用下将会发生一定的刚体转动,进而影响上部结构的侧向刚度,而这种刚体转动在剪力墙结构中表现得尤为明显。采用ABAQUS有限元分析软件对基础隔震双肢剪力墙结构进行了非线性有限元数值模拟计算,建立30个有限元模型,通过改变隔震支座拉压刚度比值、墙体轴压比、高宽比,对比分析了隔震支座竖向变形引起的隔震层转动对双肢剪力墙隔震结构抗震性能的影响。结果表明:增大隔震支座拉压刚度比与轴压比、减小剪力墙高宽比可以减小隔震支座竖向变形引起的上部结构转动;由于上部结构转动的影响,隔震上部结构抗侧刚度明显低于相同条件抗震结构,在工程设计中应引起重视。     

土与结构相互作用对层间隔震结构影响的参数分析

层间隔震结构是在基础隔震结构的基础上发展起来的一种新型隔震结构体系。实际工程中,因受到地形条件和建筑功能使用需求的限制,仅能在中间某层设置隔震装置,从而形成层间隔震体系。层间隔震体系在减震机理、振动特性及设计方法等方面均有别于基础隔震结构。通过有限元分析,研究了土-结构相互作用(SSI)对层间隔震结构地震响应的影响,探讨场地土弹簧刚度,隔震层水平刚度等参数变化时,考虑SSI作用下层间隔震结构地震响应的变化规律。研究表明:SSI效应使得层间隔震结构刚度弱化,引起其周期延长,土越软地震效应越大;SSI效应对层间隔震结构的地震响应,如体系的基底剪力、顶层位移、层间位移、层间剪力等,均造成不同程度的影响,土越软效果越明显;隔震层水平刚度对体系地震响应也存在一定影响。     

某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究

为了研究高烈度区高层剪力墙结构住宅采用隔震设计的技术经济性,对某剪力墙结构采用隔震设计前后进行了较为全面的分析比较。多遇地震作用下,分别对隔震结构与非隔震结构的底部剪力和层间位移角进行验算。罕遇地震作用下,对隔震结构与非隔震结构的耗能性能、层间位移角、剪力墙变形角以及连梁变形角等进行对比分析,考察结构的损伤情况。在此基础上,探讨了隔震结构与非隔震结构材料用量、工程造价与设防烈度的关系。分析结果表明,采用隔震设计后,结构的地震总剪力与倾覆力矩均可降低2/3左右,多遇地震作用下的最大层间位移角可减小40%以上,罕遇地震作用下的最大层间位移角可减小50%以上;设置黏滞阻尼器对于减小隔震层的最大位移作用显著;剪力墙基本处于弹性状态,连梁的损伤程度大大降低。8度(0.3g)设防时,隔震结构钢筋和混凝土的用量均明显少于非隔震结构,工程造价低于非隔震结构。     

转换梁刚度对基础隔震框架-剪力墙结构受力性能的影响

旨在研究不同转换梁线刚度对基础隔震框架-剪力墙结构受力性能的影响,基于有限元软件ABAQUS建立框架-剪力墙精细化模型,通过改变隔震层转换梁尺寸对比模型在单向加载条件下塑性发展、承载力及支座面压变化。结果表明,提高隔震层转换梁线刚度有利于减轻隔震结构的破坏损伤,提高结构极限承载能力,减小隔震层支座面压。     

采用基础隔震的高层剪力墙结构时程反应分析

对某高层隔震剪力墙结构进行了三维有限元时程分析,并对比分析了隔震结构与非隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下剪力墙结构的最大层间位移、最大层间剪力,得到一些有意义的结论。     

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。     

高烈度区地铁上盖结构层间隔震设计研究

以西安某地铁上盖项目为工程背景,对高烈度地区采用下部框架+隔震层+上部剪力墙体系的地铁上盖结构设计的关键技术要点进行介绍.本项目主体结构存在大底盘多塔、刚度突变、扭转不规则、承载力突变等多项超限;同时存在首层为软弱层和薄弱层、隔震层下一层框架刚度难以满足对隔震层上一层剪力墙结构的嵌固要求、楼面超长、裙房框架和地基基础的抗震设计要求高等众多设计难点.针对以上结构超限项和设计难点,在合理调整结构体系、采用层间隔震技术减小上部结构地震作用的基础上,对盖上盖下各部分结构构件进行抗震性能化包络设计,并结合罕遇地震动力弹塑性分析结果对结构的抗震性能进行了详细的分析与评价.结果 表明,在高烈度地区应用上述结构体系的地铁上盖项目技术可行,采用隔震技术结合构件性能化设计等技术措施可有效保证结构的抗震性能.     

大底盘多塔楼层间隔震性能研究

地铁上盖根据使用功能要求,首层建筑高度很大且上部剪力墙难以落地,上、下结构刚度相差悬殊。采用层间隔震技术将上部多栋剪力墙住宅承托于框架大底盘之上,形成高位转换结构。在多种转换结构形式比较的基础上,结合小汽车库功能采用桁架式转换。通过隔震层布置与参数优化,达到理想的减震效果,橡胶垫支座满足大震下位移限值等指标。对结构进行罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明,与非隔震结构相比,设置隔震层后,上部剪力墙结构基本无损伤,大底盘框架柱、框架梁的损伤程度也明显减小。     

高烈度区项目隔震层中黏滞阻尼器的设计与应用

介绍了高烈度区项目隔震层中黏滞阻尼器及隔震橡胶支座的组合设计思路,通过调节黏滞阻尼器及隔震支座力学参数的选取,以某9度区高层剪力墙结构为例,对主体结构进行了敏感度分析计算。研究结果表明：高烈度区项目在隔震层中增设黏滞阻尼器,可以在一定程度上降低罕遇地震下隔震支座的拉应力,同时减小隔震支座位移量,提高结构的抗震性能,为高烈度区高层剪力墙结构提供经济可行的隔震设计方案。     

剪力墙的布置高度对框架-剪力墙结构抗震性能的影响

为研究中断剪力墙设计的可行性及其对框架-剪力墙结构抗震性能的影响,对全高布置剪力墙、中断剪力墙布置结构的位移、层间刚度比、层间剪力进行分析。结果表明:1)中断剪力墙对X方向上结构的楼层水平位移影响较小,X方向在地震作用下产生较小的位移,有利于结构抗震,对Y方向的位移有一定影响,会产生一定的偏移;2)层间刚度比自下而上逐渐减小,建筑物不会因地震变化而出现大的刚度突变,可有效减小结构坍塌的概率;3)中断剪力墙对于Y方向的层间剪力影响更为明显,在进行地震作用分析时,含有应着重考虑Y方向的影响。中断剪力墙对框架-剪力墙结构的抗震性能影响不大。     

考虑层刚度变化的大底盘上塔楼层间隔震结构地震反应分析

为研究底盘刚度变化的大底盘上塔楼层间隔震结构地震反应,采用有限元软件Etabs建立三种底盘层刚度不同的大底盘RC框剪隔震结构模型,进行8度大震作用下的地震响应和构件性能状态分析。结果表明:与抗震结构相比,隔震后上部塔楼的地震响应减小69%以上,下部底盘的加速度相比抗震结构有一定的放大;当底盘抗侧移刚度减小,上部塔楼的减震效果有一定的降低,下部底盘的加速度放大较小;隔震后上部塔楼的梁、柱和剪力墙构件的变形性能状态得到了很大的改善,尤其是连梁构件。     

隔震支座水平刚度变化对隔震效果的影响分析

隔震结构的水平刚度近似取隔震层的刚度,因此,隔震支座的水平等效刚度直接影响隔震效果。采用有限元结构分析软件SAP2000,建立5组不同支座刚度的隔震结构分析模型,分析模型在多遇地震和罕遇地震作用下的地震响应,对比不同支座刚度下隔震结构的自振周期、基底剪力、支座位移、顶层加速度以及层间位移的变化情况。研究结果表明:隔震支座水平刚度的变化对结构的自振周期、基底剪力、支座位移、顶层加速度以及层间位移均有较大影响,合理选取支座刚度,从而取得更好的隔震效果。     

基于Benchmark模型的低刚度隔震支座地震响应研究

建筑隔震设计中广泛使用的铅芯橡胶隔震支座(LRB)在近断层地震作用下,支座位移过大,在满足竖向承载力的同时难以兼顾支座的水平刚度和阻尼值,导致隔震体系的隔震效果不佳,甚至隔震支座可能发生损坏。针对这一问题,研发了一种新型的水平低刚度隔震支座,该支座在满足竖向承载力要求的同时,能将隔震层的水平刚度维持在较低的水准,同时保持较好阻尼性能。本文采用ETABS模拟隔震支座并建立隔震Benchmark模型,通过动力时程分析,对比了传统橡胶隔震方案和水平低刚度隔震方案中结构的最大层间剪力、最大层间位移角和能量耗散等结构响应。结果表明,近断层地震作用下,水平低刚度隔震方案比传统橡胶隔震方案的隔震效果更佳。     

某高层剪力墙结构隔震设计及抗震性能分析

某高层住宅位于地震高烈度区河北省唐山市,为提高该结构抗震性能对其进行隔震设计;为了研究采用隔震技术的剪力墙结构的抗震性能,分别建立了非隔震结构和隔震结构有限元模型并进行非线性时程分析。分析结果表明:隔震层偏心率和抗风设计结果均满足规范要求;多遇地震作用下,隔震结构水平减震系数不大于0.38,上部结构最大层间位移角小于1/800;罕遇地震作用下,黏滞阻尼器有效控制了隔震层变形,各支座均未出现受拉现象,隔震结构抗震性能良好,隔震方案可行。     

高层剪力墙结构隔震设计关键技术

针对高烈度地区的实际工程案例,建立有限元模型并进行非线性时程分析。阐述了高层剪力墙结构隔震分析与设计细节。对高层剪力墙隔震结构的转换梁提出了性能设计要求。理论结合实际地分析了本结构的隔震效率。研究结果表明,隔震后结构层间剪力和层间位移明显降低,结构性能指标均能满足相应规范要求。上部结构地震响应显著降低,结构抗震性能得到很大提高。     

并联基础隔震体系地震反应特征与隔震层参数的优选

本文在大量工程算例仿真分析的基础上,较为系统地研究了典型并联基础隔震结构地震反应的一般特征,探讨了并联基础隔震体系隔震层参数的合理选择问题。研究表明,在一定限度内,增加隔震层回复刚度几乎不会改变上部结构的最大层间剪力,但对隔震层最大滑移位移和残留位移却有非常显著的限制作用,隔震层回复刚度的参与不改变结构地震反应的频谱特性。为限制隔震层位移,在保证不增大上部结构最大层间剪力的前提下,应尽量增加隔震层回复刚度;隔震层屈服剪力的取值则需兼顾隔震效果与隔震层滑移位移。     

落地剪力墙布置方式对结构抗震性能影响

为研究结构抗震性能因落地剪力墙布置方案不同的影响,通过有限元分析软件SATWE建立三种不同的落地剪力墙方案,运用反应谱法分析了结构自震周期、地震反应力、最大层间位移角以及结构侧向刚度。分析结果表明:在转换层设置高度相同的情况下,三种方案在转换层以下的地震反应力、最大层间位移角以及侧向刚度对比,第三方案的抗震性能最好。这是由于方案三的落地剪力墙在结构的周边布置更加的多、分布也更加均匀,这样方案三就对抗震更加有力。