基于隔震-减震混合控制的钢筋混凝土框架医院建筑抗震性能分析

文章选取一栋钢筋混凝土框架医院建筑为研究对象,采用叠层分析法对该建筑进行隔震-减震混合控制的设计。选取7条地震波,采用Perform-3D软件分别在设防地震和罕遇地震下对隔震结构和隔震-减震结构进行动力时程分析,对比其抗震性能的差异。结果表明,在设防地震和罕遇地震下,相较于隔震结构,隔震-减震结构能有效减小结构的层间位移角和顶点位移,提高结构的抗震性能水准。     

巨型框架结构与巨型框架-次框桁架结构抗震性能对比分析

运用ANSYS大型有限元软件对巨型框架结构进行三维建模,同时根据用钢筋混凝土斜撑框架结构体系代替框架-剪力墙结构体系的思路,提出了一种巨型框架-次框桁架结构新体系,建立了巨型框架-次框桁架结构有限元模型。对两种结构进行了模态分析和动力时程响应分析,同时进行了抗震性能的对比。计算结果表明,巨型框架—次框桁架结构这一新型体系是有可行性的,为以后巨型结构的研究发展提供了一种新的思路。     

考虑行波效应下的多塔斜拉桥减隔震体系研究

以一座主跨908 m的多塔斜拉桥为研究背景,建立全桥动力计算模型,分析了行波效应下该结构常规体系与减隔震体系的地震响应,结果表明:1对于常规体系,行波效应会增大上桥塔内力,但采用拉索减震支座的减隔震体系具有较好的减震率;2考虑行波效应对桥墩抗震有利,而减隔震体系会进一步降低桥墩内力;3减隔震体系可以将主桥支座位移控制在要求范围内,对于引桥,考虑行波效应时,支座位移增大明显,也建议采用拉索减震支座;4行波效应下,主-引桥相对位移增大,建议在主-引桥间设置连梁装置和缓冲装置,以提高抗震性能。     

巨型框架结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构进行了抗震动力时程分析,讨论了巨型框架结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,在几条不同的地震波作用下,巨型框架结构的主、次结构的地震反应是有差异的,就所讨论的巨型框架结构,El-centro地震波对结构的地震影响是最明显的;次框架的地震反应比主框架强烈,在结构抗震设计中不能忽略次框架的抗震问题。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

某带消能伸臂桁架超高层结构抗震性能分析

以某220 m超高层框架-核心筒结构的消能减震效果为研究对象。采用NosaCAD结构分析程序对该结构进行弹塑性时程分析,对比分析了该结构在6度多遇和所选取的罕遇地震作用下普通伸臂桁架与耗能伸臂桁架对结构地震作用下的消能减震效果。分析结果表明:消能伸臂桁架能在一定程度上改善该结构的抗震性能,结构顶层峰值加速度响应平均降幅约为10%,层间位移角平均降幅约为15%;该结构在罕遇地震作用下的损坏情况有所减轻,伸臂桁架位置布置的黏滞阻尼器对降低结构在地震作用下的响应发挥了一定的作用。     

巨型框架结构的隔震分析

采用ANSYS通用有限元程序建立了巨型框架结构隔震分析的动力计算模型,对巨型框架结构进行了隔震动力时程计算,给出了巨型框架结构隔震后在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,巨型框架结构在隔震后具有良好的抗震性能,可有效地降低结构的地震响应,计算结果对于确保巨型框架结构的抗震安全性具有较大的意义,同时对选择结构构件截面尺寸,也具有较大的参考价值。     

含减振子结构的巨型框架结构模型振动台试验研究

在含减振子结构的巨型框架结构(MFVCS)中,通过在部分主、次框架的连接处,即次框架柱底部和主框架梁之间设置隔震支座,从而形成减振子结构。为研究MFVCS的减震效果,设计并制作了一个几何缩尺比为1/25的模型,通过更换最顶部的子结构柱底的支座类型,形成非减振和单减振巨型框架两个结构。通过振动台试验,得到了两结构的动力特性和加速度、位移响应,并对比分析了不同地震动作用下的减震效果。结果表明：试验过程中主体结构损伤轻微;不同地震波作用下加速度和位移峰值减震系数平均值分别为15.1%和12.3%,加速度和位移均方根减震系数平均值均为22.2%;含减振子结构的巨型框架结构具有较明显的减震效果。     

巨型结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构、巨型框架隔震结构进行了抗震动力时程分析,讨论了两种结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应,其计算结果对于确保巨型框架结构的抗震安全性具有较大的意义,对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

既有RC框架-剪力墙结构隔震加固屈重比影响规律研究

隔震技术是提高既有RC框剪结构抗震性能的重要手段,屈重比是隔震设计时的关键参数,但其对该类隔震加固结构的影响规律研究相对较少.针对这一问题,本文选取两栋不同高度的既有RC框架-剪力墙作为原型结构,以屈重比为变量各设计了 6个分析案例,重点分析了其对该类隔震加固上部结构关键响应(楼面最大绝对加速度和层间位移角)和结构重要设计指标(减震系数、大震隔震层位移)的影响规律.本文案例分析结果表明:屈重比增加1％,楼面最大绝对加速度提高约18％～30％,而层间位移角仅提高约6％～10％;中震减震系数和大震隔震层位移分别决定了传统隔震加固设计时屈重比的上限和下限,建议屈重比取值为1.5％～4％,但当面向韧性目标采用隔震加固时,建议屈重比取值应小于3％,才可有效控制楼面绝对加速度.本研究的相关成果可为既有RC框剪结构传统隔震加固设计以及韧性提升提供参考.     

巨型钢框架-拉索支撑结构的三种抗震分析方法比较

针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。     

消能摇摆高位隔震结构体系的地震反应特性

双段消能摇摆结构体系是通过两段串联的摇摆结构,控制主体结构各楼层在地震作用下均匀变形,抑制薄弱层的产生,也降低了主体结构对于摇摆结构的刚度需求。在变形集中的摇摆结构底部布设位移型阻尼器,可进一步提高结构的抗震性能。但是该体系存在承载力较低、上段结构地震反应相对较大的不足。基于此,提出了消能摇摆高位隔震结构体系,即在双段消能摇摆结构体系的分段楼层位置增设劲性支撑,以抑制上段结构的摇摆运动,提高结构的刚度与承载力;同时,下段结构允许发生摇摆,发挥高位隔震层的作用。以消能摇摆高位隔震结构体系为研究对象,分析对比了其他三种结构体系：传统支撑框架结构体系、双段消能摇摆结构体系、不含位移型阻尼器的摇摆高位隔震结构体系。采用OpenSees软件建立了弹塑性有限元分析模型,对四种结构体系进行弹塑性抗震分析和增量动力时程分析。研究表明,消能摇摆高位隔震结构体系的刚度与承载力较高,地震反应较小,抗震性能与抗倒塌性能良好。在摇摆结构分段位置加设劲性支撑层,可以抑制上段结构在地震作用下的变形,并发挥下段摇摆结构的隔震作用。布设于分段位置与摇摆结构底部的阻尼器,可以充分消耗地震能量,提高结构体系的抗震性能。     

Seismic isolation columns for earthquake‐resistant structures

Seismic isolation is a well‐known trend in earthquake design of structures. It enables a reduction in structural response to earthquakes and minimizes possible damage to buildings. This paper deals with a new constructive solution for seismic isolation, adapted to a structural scheme traditionally used in the Mediterranean region; it is usually presented as an open ground floor with a system of reinforced‐concrete columns, supported on single bases. The best‐known base isolation systems, implemented in existing structures, are elastomeric bearings and friction pendulums. The proposed solution is based on the idea of pendulum suspension brackets installed in seismic isolation columns. The main differences between existing solutions and the proposed one are that the latter requires no additional space for its installation, its lifetime corresponds to that of the structure, and no service is required during the entire period. The proposed solution provides additional damping and, like other base isolation systems, shifts the vibration period of the structure, reducing its spectral response. Since its size is compact, the ground‐floor columns of existing structures with low seismic capacity may easily be replaced by the proposed ones. It yields significant improvement in structural seismic response. Numerical simulation shows that buildings where the proposed system is installed are likely to sustain minimal damage, or none at all, whereas traditionally designed ones may suffer major damage or even collapse due to the same earthquake. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于ANSYS的LRB性能模拟验证分析

铅芯橡胶支座(LRB)是一种有效的隔震装置,它通过延长结构的周期、增加结构的阻尼来减小结构的地震反应.在结构隔震分析中,LRB扮演了一个很重要的角色,对其模拟程度的正确与否对整个结构的分析结果将产生很大影响.本文采用大型通用有限元程序ANSYS,对一个单自由度隔震体系进行了LRB性能模拟验证分析,分析表明:在合理确定输入地震动PGA临界点的前提下,采用ANSYS中的Combin40单元来模拟LRB的滞回性能,能获得较为满意的效果;同时通过与SAP2K时程分析比较,也验证了ANSYS分析结构隔震的可靠性.     

多层框架隔震结构的地震扭转反应分析

本文分析了多层框架基础隔震结构单轴偏心的地震扭转反应 ,建立了地震作用下多层框架隔震结构扭转反应的运动方程 ,在隔震和非隔震情况下 ,计算了结构模型不同偏心的地震反应。结果表明 ,对存在扭转变形的结构来说 ,采用基础隔震可明显减少结构的扭转反应     

Improvement of near-fault seismic isolation using a resettable variable stiffness damper

A seismic structure isolated by a conventional passive isolation system is usually a long-period structural system; therefore, although its dynamic response may be effectively mitigated in a regular earthquake, the responses may be considerably amplified in a near-fault earthquake with long-period characteristics, due to the low-frequency resonant effect. In order to overcome this problem, a sliding isolation system equipped with a new type of the semi-active damper called a resettable variable stiffness damper (RVSD) is proposed in this study. An RVSD damper is similar to a conventional resettable stiffness damper, except that it has a variable stiffness part. By controlling the variable stiffness, the damper force provided by the RVSD will follow a target force that is determined on-line by a general, active control law. As a result, the RVSD damper is able to prevent the abrupt changes of the damper force that inevitably exists in a conventional resettable damper. The harmonic and seismic responses of an isolation system with the RVSD are studied numerically and compared with the other types of isolation systems. The simulated results demonstrate that the RVSD is able to attenuate the low-frequency resonance behavior of the seismic isolation system induced by long-period ground motions. As compared with an isolation system with a conventional resettable damper, the study shows that isolation with the RVSD is superior in reducing the acceleration response due to a near-fault earthquake, while maintaining its effectiveness in the suppression of the isolator displacement.     

核电站不同结构模型的比较教学研究

应用结构隔震减震技术减小核电站的地震响应,培养学生结构创新能力和兴趣。以某AP1000核电站屏蔽厂房为例,应用比较教学方法,比较传统非隔震模型、基础隔震模型、基础隔震—调谐质量阻尼(TMD)模型和TMD模型的地震响应,表明隔震减震技术可以大幅度提高核电站抗震安全性。本研究对结构抗震课程的隔震减震教学具有参考价值。     

网架屋盖考虑下部结构的摩擦摆隔震控制

摩擦摆(FPS)是一种具有球形滑动面的隔震装置,可用于保护大型工程结构免遭地震灾害的破坏。近年来,大空间建筑发展迅猛,为了提高其抗震性能,将FPS安装于网格屋盖与下部支承结构之间形成滑移隔震机制以降低结构的地震响应。针对某网架屋盖及其下部支承结构,开展了FPS滑移隔震研究。采用大型通用有限元软件ABAQUS,建立了整体结构的三维模型,模型中包括接触面单元和梁单元,能够反映结构的非线性行为。通过非线性时程分析,研究了考虑不同参数时FPS对于上述结构地震防护的可行性和有效性。     

基础隔震结构直接基于位移设计的一体化抗震设计方法

为更加合理地进行基础隔震结构的抗震设计,以使用铅芯橡胶隔震支座(LRB)的基础隔震结构作为研究对象,提出了基础隔震结构直接基于位移设计(DDBD)的一体化抗震设计方法.对于给定地震水准下预先设定的性能目标(即LRB隔震系统最大水平变形和上部结构最大层间位移角),通过所提出的一体化抗震设计方法可以确定LRB隔震系统的力学...     

Effects of characteristic parameters of isolation system on seismic response of isolated nuclear power plants

Seismic isolation is increasingly being used in both traditional and industrial structures for its ability to reduce structural responses while effectively protecting systems and components, such as machinery. After applying isolation, the standardize design can be achieved during seismic design of nuclear power plant. However, the seismic response of nuclear structure with different isolation characteristic parameters under different ground motions has not been fully studied. In this paper, a new generation passive nuclear power plant model was simulated with finite element method. The acceleration response, deformation, seismic mitigation efficiency, and response discreteness of nuclear structures with different isolation characteristic parameters were analyzed. The effect degree of isolation characteristic parameters on seismic response of nuclear structures was investigated. Performance spaces are introduced as an alternate method for evaluating responses of nuclear structures. The results show that isolation systems largely reduce both the mean value and discreteness of seismic response of nuclear structures.