多级性态隔震体系试验研究和结构动力响应分析

铅芯橡胶支座力学性能受竖向压应力和水平剪应变影响较大,且在极罕遇地震下传统隔震结构易发生位移过大而引发隔震沟碰撞风险。该文提出一种新型高性能多级性态隔震支座,可在单个支座中兼顾竖向高承载特性和稳定的水平滞回特性,所提出支座具有与结构多水准抗震性能相匹配的多级刚度特性。制作多级性态原型支座并进行力学性能试验,得到多级性态支座不同工况下的水平滞回性能,基于试验结果提出了多级性态支座的力学滞回模型。对某高层框架剪力墙结构进行多级性态隔震设计并与原设计铅芯橡胶支座（lead rubber bearing,LRB）隔震方案对比分析,结果表明多级性态隔震系统具有理想的水平隔震效果,且可有效控制支座的竖向拉应力,在极罕遇地震下有效控制隔震层水平位移,实现隔震结构具有多级的抗震性能。     

多级性态隔震体系试验研究和结构动力响应分析EI北大核心CSCD

铅芯橡胶支座力学性能受竖向压应力和水平剪应变影响较大,且在极罕遇地震下传统隔震结构易发生位移过大而引发隔震沟碰撞风险。该文提出一种新型高性能多级性态隔震支座,可在单个支座中兼顾竖向高承载特性和稳定的水平滞回特性,所提出支座具有与结构多水准抗震性能相匹配的多级刚度特性。制作多级性态原型支座并进行力学性能试验,得到多级性态支座不同工况下的水平滞回性能,基于试验结果提出了多级性态支座的力学滞回模型。对某高层框架剪力墙结构进行多级性态隔震设计并与原设计铅芯橡胶支座(lead rubber bearing,LRB)隔震方案对比分析,结果表明多级性态隔震系统具有理想的水平隔震效果,且可有效控制支座的竖向拉应力,在极罕遇地震下有效控制隔震层水平位移,实现隔震结构具有多级的抗震性能。     

基于位移目标的性态谱

达到位移目标时确定结构的地震需求, 是性能抗震设计的一个重要课题。研究了结构位移目标, 确定了位移性能目标参数, 推导了单自由度结构体系的位移性能目标与周期的关系。将1085 条地震波, 输入到不同周期的单自由度弹塑性动力微分方程, 调整地震动, 反复迭代, 达到位移目标, 获得地震需求与周期、位移目标之间的函数关系, 建立了具有统计意义的三维坐标下的性态谱, 并拟合了性态谱的计算公式。研究表明:性态谱是反映不同位移目标下结构地震需求的一种有效方法。性态谱曲线随着结构周期的增大明显减小, 并随着位移目标的增大, 逐渐增大。性态谱曲线已无平台段, 与场地的共振效应消失, 场地对性态谱的影响总体不明显。性态谱可快速地、简便易行地预测达到不同性能目标时结构的地震需求, 拟合的性态谱计算公式可进行结构抗震性能评估。     

社区地震安全韧性评估系统及应用示范

高烈度地区重要建筑往往采用RC框架-剪力墙结构体系,采用隔震技术设计该类建筑,满足《建设工程抗震管理条例》中规定的设防地震下正常使用要求,甚至满足罕遇地震下的高韧性目标需求,成为了该类结构设计的重点难题。该研究以一8度区的RC框架-剪力墙工程为例,对该结构的抗震方案展开了设防和罕遇地震下的地震韧性评价。在此基础上,针对隔震结构提出了3种上部结构设计理念,并设计了3个隔震案例,进行了设防和罕遇地震下的韧性评价。分析结果表明：传统抗震结构在设防地震下无法满足正常使用需求,抗震韧性等级仅为一星;按降一度贴限设计确定隔震上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,设防地震下需3.1 d的修复时间才能恢复正常使用功能,罕遇地震下的抗震韧性等级为二星;按降半度贴限设计确定上部结构截面,且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能可基本不中断,满足正常使用需求,但罕遇地震下的抗震韧性等级仍为二星;按不降度贴限设计确定上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能完全不中断,满足正常使用要求,罕遇地震下可达到韧性三星。研究的相关成果可为高烈度地区RC框架-剪力墙结构的隔震韧性设计的深入研究提供参考。     

导管架式海洋平台结构的磁流变阻尼隔震控制

首先针对渤海JZ20-2MUQ导管架式海洋平台结构，建立了应用磁流变阻尼器的智能隔震体系，并通过对导管架式海洋平台结构特点和磁流变阻尼器性能的分析，提出了磁流变限位型阻尼器被动控制、Passive off、Passive on和半主动四种控制方案。然后，分别在冰激振动和地震作用下，对平台隔震结构进行了数值仿真计算，分析比较了不同磁流变阻尼控制方案对平台隔震结构的控制效果以及对隔震层变形的限制作用。结果表明。磁流变阻尼隔震控制方案能有效控制导管架式平台结构的振动，平台结构位移和甲板加速度反应可降低30％以上，隔震层变形可控制在40mm左右的有限范围内。     

结构抗震性态谱的确定方法

为了克服反应谱无法反映性能目标对地震的需求,提出了性态谱的新概念。以地震地面运动数字记录为输入,计算单自由度体系最大地震加速度的统计平均值。在三维坐标中,根据性能目标,建立地震需求和结构周期、弹塑性状态的函数关系。获取具有统计意义的、按照地震波分类的弹性和弹塑性性态谱,研究了性态谱特征和谱曲线规律,拟合了弹性和弹塑性性态谱的设计公式,并对拟合公式进行了验证。性态谱为多目标抗震性能设计提供了新途径。     

三维多层框架隔震结构响应分析

对某多层框架隔震结构采用三维有限元模型进行非线性时程分析,分析该结构在地震作用下的动力特性和地震反应性能,并与未经隔震情况进行比较,分析表明:框多层架结构经隔振设计后的响应明显低于相应抗震结构的地震响应,隔振设计引起的工程效果明显。采用有限元法能够全面,准确地反映隔震结构的地震反应性能。     

基于相对可靠度思想的DDBD抗震设计方法

以我国现行规范设计结构隐含的性态目标的平均可靠度水准为基础,在DDBD方法中建立了相对可靠度理论体系,并提出了具体方法。在该文所提具体方法中,对于任一性态目标,均转化为以多遇地震作为预期地震风险水平进行可靠度计算,且DDBD法可靠度是通过与现有基于力抗震设计方法可靠度的比值形式体现的,既保持了与现行规范可靠度的传承,又避免了一般情况下可靠度的复杂计算。同时,论证了在多遇地震下DDBD方法所得基底剪力计算值与现行规范基于力方法基底剪力计算值理论上相等,并对其实际存在的计算误差进行修正,确定了DDBD方法截面承载力计算公式。最后,通过算例对比分析初步验证了此理论思路的有效性、优越性。     

考虑震源机制的基础隔震结构反应谱研究

将基础隔震结构简化为双自由度体系模型,研究震源机制对基础隔震结构反应谱的影响。在Ⅱ类场地条件下,选取605条地震记录作为统计样本,按照地震记录类型及震源机制进行分组,运用状态空间法得到了在近场及远场地震作用下的加速度、位移及能量反应谱。采用标准化和平均化的方式研究了反应谱的特性,并运用分段线性拟合的方法给出了设计反应谱的表达式,该表达式可以反映震源机制等因素对反应谱的影响作用。最后通过对某实际基础隔震工程进行算例验证,将计算结果与抗震规范进行对比,结果表明本文提出的表达式更为安全、合理,可将其应用于基础隔震结构的抗震设计中。     

某住宅楼基础隔震设计与分析

本文通过实际工程的设计计算,分析了隔震结构在地震作用下的抗震性能,介绍了基础隔震结构的设计方法,为隔震结构的设计提供了有益的借鉴。