不同预留滑移量下摩擦滑移隔震框架地震反应

为研究不同预留滑移量下隔震结构的地震反应规律,以软钢实体圆锥棒作为限位消能装置,运用Stateflow逻辑框图模拟隔震层的运动状态,采用Bouc-Wen模型描述弹塑性杆件限位器的滞回特性,建立了摩擦滑移隔震框架结构的MATLAB/Simulink仿真模型,对隔震结构的动力反应和能量反应进行分析,并将纯摩擦动力反应的仿真值与振动台试验结果进行对比.结果表明:纯摩擦动力反应仿真值与试验值基本吻合;随着预留滑移量的增大,上部结构的加速度反应并没有明显增加,但隔震层的滑移量增加,限位器的变形减小;滑移隔震结构的阻尼耗能与预留滑移量关系不大,滑移量的变化主要改变了隔震结构体系的地震输入能量,而对其他能量指标影响较小.     

摩擦力的双向相互作用对滑移位移的影响分析

通过动力时程分析,考虑了滑移隔震结构在双向地面运动作用下摩擦力的相互作用对滑移位移的影响,研究了重要参数变化情况下的摩擦力双向相互作用效应.研究表明,摩擦力的相互作用对隔震层滑移位移的影响较大,而对上部结构加速度的响应影响相对较小.所以,如果忽略摩擦力的双向相互作用效应,将导致低估隔震层滑移位移和高估上部结构的加速度.     

基础滑移隔震体系滑移位移谱研究

采用Matlab/Simulink分析了纯摩擦滑移隔震体系在地震作用下的动力响应,建立了滑移隔震结构的多自由度计算模型,并分别对比了滑移隔震体系的等代单自由度刚体模型、双自由度模型与多自由度模型的滑移位移谱、滑移量时程分析曲线.计算结果表明,双自由度模型与多自由度模型的动力响应比较接近;隔震层的最大滑移量只与摩擦系数和输入的地震波有关,而与结构的整体质量无关;当隔震层的摩擦系数小于0.1时,单自由度刚体模型的和多自由度体系的滑移位移谱拟合较好,从而验证了等代刚体结构确定的滑移位移谱模拟实际滑移隔震结构的合理性和可行性,为滑移隔震体系的推广建立了基础.     

干摩擦板-复位弹簧系统隔震性能研究

从理论上分析了干摩擦板-复位弹簧隔震系统的隔震性能,建立了设置隔震系统结构离散多自由度体系运动方程,并计算了一个设置隔震系统结构在地震作用下的动力反应。计算结果表明,应用干摩擦板-复位弹簧隔震系统以后,结构具有较长的自振周期,隔震效果明显,楼层最大位移增加但沿结构高度分布趋于均匀化,最大层间位移值大幅度减少;依靠弹簧能够复位;接触面上的滑移摩擦作用能消耗传入上部结构的地震能量。决定隔震系统效率的关键因素是接触面摩擦系数与复位弹簧的刚度系数;接触面滑移摩擦系数与复位弹簧系数均取较低的数值时,隔震效率可以达到90%左右。     

并联复合隔震结构的地震反应分析

本文根据建立的并联复合隔震结构计算模型,基于结构动力时程分析和静力弹塑性方法,编制了计算程序,对地震作用下传统抗震结构、纯橡胶隔震结构、摩擦滑移隔震结构和并联复合隔震结构的地震反应进行了对比分析。结果表明,隔震体系能够显著地降低结构的地震反应。     

DFPS摩擦盘与碟型弹簧组合隔震系统性能分析

根据多体动力学理论相对动能定理推求了DFPS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,即隔离能力与复位能力;依靠摩擦作用与结构自身阻尼可以消耗传入结构的能量.当滑道半径为1～2 m、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,同时具有较好的消能效果与复位能力.这时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.     

滚轴基础隔震的动力分析

为了分析滚轴隔震结构在地震作用下的动力响应，在滑移隔震研究的基础上，针对滚轴纯滚动运动特点，推导出了滚轴隔震结构的动力方程.对某一工程实例采用滚轴隔震的方法，进行了在El Centro地震波作用下的数值模拟仿真，并分析了隔震结构的峰值加速度、相对位移、基底位移和基底残余位移等.结果表明：滚轴隔震能有效地减缓上部结构在强震时的响应.当滚动摩阻系数大于0.15 cm时可以不施加限位装置，滚动摩阻系数越小，上部结构的加速度和层间位移越小，进一步减缓上部结构 “鞭梢效应”的效果越明显.     

高层组合隔震结构随机地震响应及优化分析

利用虚拟激励法分析了高层组合隔震体系在平稳随机地震激励下的随机响应。隔震层由叠层橡胶支座、摩擦滑移支座及粘滞阻尼器组成。采用等效线性化处理,建立非线性阻尼多自由度线性模型,采用了能较好模拟长周期地面运动的加速度功率谱密度函数。分别建立隔震层位移和上部结构层间位移的极限状态方程,采用一次二阶矩方法计算结构各层间位移的失效概率,并根据串联系统的可靠度界限理论计算隔震结构的体系可靠度。以江苏省高烈度区宿迁市某25层的高层组合隔震结构为例,通过随机地震响应分析,得到结构隔震层和上部结构位移峰值响应的统计量以及各楼层的失效概率和结构体系可靠度,结果表明高层结构采用组合隔震技术后,体系的动力可靠度较不隔震时有明显提高。     

立式储罐并联隔震地震反应分析

为减少地震作用下的储罐地震响应,采用基础隔震的减震方法,将环梁基础设计成具有滑移和隔震支撑并联的结构体系,将晃动和液固耦联振动考虑为不耦合多质点体系.以基底剪力是否大于屈服剪力为判断界限,采用Newmark-β时程法研究了不同地震烈度、不同摩擦系数、不同并联滑移隔震支座负担的结构重量比γ、不同场地、不同高径比,不同隔震周期及等效阻尼比对上部储罐地震响应的影响.研究结果表明:隔震后,在一定的设计参数下,基底剪力明显减低,晃动波高有放大效应.各参数不同,隔震效果不同,参数设计存在优化问题.     

隔震结构等代体系动力响应的小参数逼近解法

采用侧推法将一般多自由度隔震结构等效代换为双度振动体系,建立了振动体系动力特性的小参数近似解,提出了比例及非比例阻尼模型的隔震等代体系动力响应解答形式,并用数值算例试算了隔震刚主比动力特性小参数解答精度的影响。     

滑移隔震结构振动分析

从多自由度剪切型隔震结构等代模型的振动特性入手,就基础滑移隔震结构的滑动振动状态进行了探讨,并与拓动台试验结果进行了对比分析,提出了隔震结构滑动振动状态的临界值。     

双向耦合地震作用下的混合控制结构研究

目的 为了改善滑移隔震结构的减震效果和适用范围，研究双向耦合地震作用对控振结构的影响．方法 提出3种磁流变阻尼器（MRD）与滑移隔震混合方案，建立了双向耦合地震作用下MRD与滑移隔震混合控制结构的动力分析模型。推导出其运动微分方程，采用瞬时最优控制算法对6层MRD与滑移隔震混合控制结构进行地震反应分析．结果 MRD与滑移隔震混合结构的3种混合方案在3种工况荷载作用下的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比3种工况下的滑移隔震结构有不同程度的降低．结论当考虑竖向地震作用存在时，随着竖向地震作用的加大，结构的地震反应有小幅度地增加，但各种结构方案都具有良好地减振效果。各混合方案在各种工况下的各种地震反应均得到了更好地控制，而混合方案3的控制效果更加明显。     

基础滑移隔震房屋滑移位移的简化计算

对滑移隔震房屋限位消能元件进行了弹塑性分析,根据隔震体系的匹配及滑移量测定试验得到了一种简化计算基底最大滑移量的计算方法,为隔震设计提供方便。     

带限位装置的新型摩擦滑移隔震结构振动台试验研究

以新型固体润滑材料,即二硫化钼涂层材料为主,设计制作了一种带限位装置的新型滑移隔震装置,并进行了新型摩擦滑移隔震支座的力学性能试验,研究表明,文中研发的新型滑移隔震装置具有摩擦滑移隔震和限位功能,构造简单,适用性强.在此基础上,建立欠人工质量模型的一致相似关系,设计制作了一个相似比为1:5的2跨5层框架模型结构,进行了结构振动台试验研究.检验了新型摩擦滑移隔震装置的隔震和限位性能,振动台试验结果表明:限位装置可有效降低隔震层相对滑动位移,新型摩擦滑移隔震支座降低了上部结构的地震反应,新型隔震系统能够控制结构层间位移角在允许范围内,隔震效果良好,且具有良好限位复位能力,结构可满足抗震要求.     

新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析

采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料,提出了一种应用于框架结构既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统.设计制作了1个相似比为1/5的5层钢筋混凝土框架隔震试验模型结构,同时采用ANSYS有限元分析软件,建立了该试验模型结构的有限元分析模型,进行了不同试验工况下模型结构的地震响应分析.研究结果表明,安装新型摩擦滑移隔震装置后,上部结构的地震响应基本为平动,加速度、层间相对位移、楼层地震剪力等显著减小,说明文中采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震装置能够明显地降低框架结构的地震响应,隔震效果明显.另外,只要确定合理的构造以及实施方案,这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求,应用实际工程结构.     

自阻尼叠层橡胶支座基础隔震结构的计算模型及振动特性分析

介绍了基础隔震结构一般采用的几种分析模型，提出了多自由度剪切型隔震体系的简化运动方程。以固定在线性隔震系统上的均匀连续性垂直剪切梁结构为例，对自阻尼叠层橡胶支座隔震系统的振动特性进行了分析。     

橡胶基底隔震储罐地震模拟试验研究

针对立式钢制储罐模型,进行了无隔震和有橡胶基底隔震体系振动台的动力特性及地震响应模拟试验研究．结果表明：橡胶隔震能够有效地降低中短周期地震动对上部结构的动力响应,减震效果明显;橡胶隔震对液体表面的晃动有影响,延长液体表面的晃动周期,不同地震动隔震对波高的影响不同;橡胶隔震体系在有效隔震剐度段内,等效刚性质点处加速度降低50％以上,液固耦合质点处加速度降低77％,晃动质点处加速度降低81％。上部结构体系近似平动,相对位移响应较小;橡胶隔震对长周期地震动仅在一定条件下有控制作用．     

基础隔震结构的计算与实例

通过算例分析基础隔震结构的计算模型与动力时程,阐述基础隔震体系的振动特性及隔震意义。     

滑移隔震结构基于能量分析的简化计算方法研究

采用能量法对多自由度剪切型结构隔震体系进行非线性地震反应分析时,其计算量大、分析复杂,难以用于工程实际.针对上述问题,将对其多自由度振动方程进行求解分析,找到一种等代体系来简化隔震体系的求解过程,并简要分析了近断层地震动三要素对滑移隔振结构总输入能的影响.最后,对一五层框架隔震结构模型分别采用能量分析法和简化后的能量法进行计算,将其结果进行对比,说明了本文提出的计算方法是偏于安全的,为工程的抗震设计提供参考.     

滑移隔震结构的半主动控制

为了克服消极的滑移隔震在强震时由于滑移位移过大而在震后产生残余位移的缺点,基于MariaQingFeng提出的一种摩擦力可控滑移隔震结构的思想,把上部结构简化为弹性体,使用Bang Bang控制、改进的Bang Bang控制算法控制摩擦力,研究了可控滑移隔震结构的半主动控制方法.对计算实例的分析表明,通过半主动控制的滑移隔震结构不但具有较好的隔震效果,且能有效地减小基底的最大滑移量及残余位移.