被动式变阻尼隔震结构减震效果分析

设计了一种速度相关型被动式变阻尼器,该阻尼器的阻尼系数可随速度响应大小瞬时阶梯可变,具有自适应和无需能源的优点。针对由该阻尼器与隔震支座组成的新型组合隔震体系,以6层钢筋混凝土框架模型结构为例,采用高阶单步控制算法计算并设计变阻尼控制率,数值计算了被动式变阻尼隔震结构的避震效果,并与采用铅芯橡胶支座隔震结构与磁流变阻尼器隔震结构的振动台试验结果进行了对比分析。结果表明:被动式变阻尼隔震结构的上部结构加速度与隔震层基底位移反应同时受到了控制,控制效果趋近于磁流变阻尼器隔震结构且优于铅芯橡胶支座隔震结构,该避震方式可适用于更大地震动输入,因而更具控制优势。     

组合大屏幕隔震系统化爆试验研究

为研究指挥工程内组合大屏幕隔震系统对爆炸冲击震动的响应,进行了等比模型的野外化爆试验,得出在不同药量、不同方位爆点爆炸冲击震动作用下模型隔震系统的震动响应。通过对不同震动响应的对比分析,得出组合大屏幕隔震系统对不同爆炸冲击震动的隔震率与隔震器变形量,验证了组合大屏幕隔震系统的可靠性。     

组合大屏幕隔震系统对爆炸震动响应数值模拟分析

为研究组合大屏幕隔震系统对爆炸震动的响应,进行了实体模型的数值模拟计算,给出在不同爆炸震动作用以及不同冲击方向作用下,组合大屏幕隔震系统的震动响应.通过对震动响应的对比分析,得出大屏幕隔震系统对不同爆炸震动响应的一些结论,以期加深对组合大屏幕隔震系统的认识和把握.     

磁流变弹性体及其隔震(振)应用研究进展

为促进磁流变弹性体及其隔震(振)技术的发展,系统总结了磁流变弹性体在土木工程领域的研究、应用现状和存在的问题.综述了磁流变弹性体的材料组成、制备方法、本构模型,对比了材料、制备方法对磁流变弹性体磁致力学性能的影响;总结了磁流变弹性体隔震(振)支座研究开发方面的最新成果,比较了几类磁流变弹性体智能隔震(振)支座和不同控制...     

拟负刚度磁流变智能隔震系统振动台试验研究

为研究拟负刚度控制算法及磁流变智能隔震系统的有效性和适应性,将自主研发的最大出力为10kN的磁流变液阻尼器(MRFD)安装在隔震层中心,并选取4条有代表性的远近场地震波,峰值加速度由0.1g~0.9g逐步增大,分别对普通隔震结构、输入电流为0A和1A的被动控制结构以及采用基于位移的拟负刚度(DPNS)控制算法的智能控制结构进行振动台试验。通过对结构响应和阻尼器响应的对比分析,研究拟负刚度控制算法的减震效果和磁流变智能控制系统的耗能特性。结果表明：恒定电流为0A的被动控制可同时降低上部结构反应和隔震层位移,但是减震效果有限;恒定电流为1A的被动控制对隔震层位移降低效果明显,但是在多遇地震及远场地震作用下放大了上部结构反应;DPNS控制可同时降低隔震层位移和多遇、设防地震甚至罕遇地震作用下上部结构的反应,且适应于不同的地震动特性;试验中控制系统存在的时滞效应使得DPNS控制力在多遇、设防地震作用下具有较小值,同时罕遇地震作用下具有较强的耗能能力。     

磁流变阻尼器在基础智能隔震建筑中的研究

针对橡胶隔震垫作为一种被动控制装置,存在最优控制范围窄的局限性。将磁流变阻尼器与橡胶隔震垫相结合,组成智能基础隔震系统应用于结构振动控制中,数值模拟分析了在地震力作用下原结构,普通隔震结构,隔震层附加MR阻尼器在Passive—off状态,Passive—on状态和磁流变阻尼器半主动智能状态下结构的反应。试验结果表明,结构在磁流变阻尼器半主动智能状态下控制效果最优,能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点,其相对一般被动隔震装置,能同时减小隔震层位移,上部结构层间位移和各层最大加速度。     

组合基础隔震房屋模型振动台试验研究

基础隔震能有效地降低上部结构的地震作用,但不同的隔震体系,隔震效果不同.本文根据叠层橡胶支座和滑板摩擦隔震支座的特点,提出组合基础隔震系统,以中国和日本国的在建隔震房屋为工程背景,进行了组合基础隔震房屋模型和基础固定房屋型模拟地震动振动台试验,并对两种试验结果进行了能量分析,分析结果表明组合基础隔震系统中叠层橡胶支座能自动复位,滑板摩擦隔震支座具有良好的耗能能力,隔震效果明显,组合基础隔震系统是一种简单、经济、有效具有广泛应用价值的基础隔震形式.本文获得的大量振动台试验结果可以为隔震设计和加固中使用这种隔震系统及进一步的理论分析提供重要依据.     

工程结构的基础隔震与隔震系统

本文阐述了工程结构的基础隔震概念和隔震系统的组成、作用以及多种适用的隔震器、阻尼器、地基微震动与风反应的控制装置。     

采用磁流变阻尼器的基础隔震结构性能研究

相关研究表明被动的基础隔震结构不能保证在任何地震作用下都是有效的。结合当前新型的磁流变阻尼器,提出了半主动控制系统与被动的基础隔震系统相结合的组合基础隔震系统,并在修正的clipped-optimal半主动控制算法基础上编制了相应的MATLAB程序。利用这一程序对一个8层结构进行了仿真分析,结果表明本文所提出的组合控制基础隔震系统比原来的被动基础隔震系统具有更好的控制性能。     

基础组合隔震结构双向随机地震反应分析

利用有限元软件建立某5层框架结构商城模型,输入水平双向的实际地震波和人工波,通过时程分析,对比了传统抗震结构、全铅芯橡胶隔震结构和组合隔震结构的地震反应。结果表明:由铅芯橡胶支座和摩擦滑板支座组成的组合隔震结构在增加自振周期、减小基底反力幅值、减小结构层地震动加速度等方面均较全铅芯橡胶隔震结构更好,具有良好的隔震性能;考虑造价等因素,组合隔震结构比全铅芯橡胶隔震结构有更广阔的应用空间。     

爆炸冲击隔震系统的隔震效率评价方法分析

爆炸冲击隔震系统根据人员承受爆炸冲击震动容许值指标的不同有3种隔震效率评价方法:加速度峰值隔震率法、振动剂量值(VDV)隔震率法和能量隔震率法.通过二自由度钢丝绳隔震系统冲击响应算例,分析了3种评价方法的区别与联系,并深入研究了3种评价指标之间的关系.研究表明,3种评价方法中,能量隔震率法更能反映出隔震系统的本质特性,...     

爆炸冲击震动下隔震系统设计的可靠性

爆炸冲击震动下隔震系统的可靠性问题,是一个关系到人员安全和仪器设备正常工作的重要问题,目前,尚未见到这方面的研究成果.本文在一定的简化下建立了线性隔震系统的可靠性分析方法,并进行了数值计算.分析表明,照搬文献[2]的加速度容许值标准设计的爆炸冲击震动线性隔震系统,其可靠性是相当差的.提高隔震系统可靠性在于合理选择系统的自振频率.     

超高层错层隔震体系地震响应研究

超高层错层隔震体系是层间隔震体系基础上发展而来的一种隔震结构。建立了某超高层错层隔震结构有限元模型,分别输入普通地震动、远场类谐和长周期地震动和近断层脉冲型长周期地震动3种不同类型的地震动,分析错层隔震结构在3种地震动作用下的响应,并与层间隔震结构响应进行分区比较。结果表明：错层隔震结构和层间隔震结构在3类地震动作用下层间位移较小,基底剪力较小,塑性铰少,两种结构均具有良好的减震效果;在普通地震动作用下,错层隔震结构相比于层间隔震结构层间位移减小、基底剪力减小,其减震性能较层间隔震结构更优;错层隔震结构在不同长周期地震动作用下减震效果具有一定差异性,在近断层脉冲型地震动作用下的减震效果稍优于层间隔震结构的,在远场类谐和长周期地震动作用下的减震效果稍劣于层间隔震结构的。在受远场类谐和长周期地震动影响的区域,错层隔震结构在设计时需对中部隔震层附近的核心筒予以充分关注。     

LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应研究

对LRB(Lead Rubber Bearing)基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的动力响应进行了系统参数研究.考虑到近断层脉冲型地震动记录数量的有限性,为了参数研究的方便,提出了人工合成近断层脉冲型地震动的方法,即以实际的常规地震波(即远场地震)为底波,在此基础上叠加上等效脉冲模型来模拟近断层脉冲型地震;以此为输入,系统研究比较了在近断层脉冲型地震和常规地震作用下,LRB基础隔震结构的动力反应特性、不同的近断层脉冲型类型以及近断层脉冲型地震动参数和LRB隔震系统力学性能对上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移的影响.研究表明:LRB基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下,上部结构最大绝对加速度和隔震层最大位移与常规地震作用下相比,均有较大增加,隔震范围有一定减小;近断层地震动的脉冲类型,以及脉冲周期对LRB基础隔震结构的动力反应有很大的影响.     

软土地基上高层隔震结构模型振动台试验研究

通过对高层隔震结构模型在刚性地基和软土地基条件下进行对比振动台试验,研究软土地基上高层隔震结构的地震反应特性和隔震效果。采用叠层剪切型土箱以减小边界影响,采用粉质黏土作为模型土,考虑基底压力的相似,采用高宽比为4的5层钢框架作为上部隔震结构模型,设计了软土地基上高层隔震结构、非隔震结构以及刚性地基上隔震、非隔震结构的振动台试验模型。试验结果表明：土-结构相互作用（SSI）效应对隔震结构的影响程度较非隔震结构轻;SSI效应显著降低了隔震结构模型的自振频率、增加了体系的阻尼;软土地基上隔震结构能够有效减轻结构的地震反应,但是相对于非隔震结构的加速度反应比值增大,隔震效果降低;SSI效应可能增加也可能减小隔震结构的地震反应,不仅与地震动类型有关还与输入地震动强度相关;软土地基上高层隔震结构基础输入地震动与自由场地震动在反应谱水平上基本一致,采用自由场地震动确定基础输入地震动是可行的,且偏于安全,而非隔震结构基础输入地震动则与地基更深层的地震动接近。     

爆炸震动隔震与建筑结构隔震技术比较分析

为加深对爆炸震动隔震与建筑结构隔震技术的认识和理解,分析了建筑结构隔震与爆炸震动隔震的概念、原理、方法,对其震源特征、隔震方式、隔震措施等方面进行了比较。建筑结构主要隔离的是持时较长、幅值较小、低频的水平地震,爆炸震动隔震隔离的是瞬态的高幅值、高频竖向震动。二者震源不同,隔震原理、隔震方法、隔震措施也不尽相同,但本质上都是隔离、减少或消耗震动能量的输入、输出。     

天津海河吉兆桥抗震设计概述——混合耗能减隔震系统的应用

天津海河吉兆桥为三跨变截面连续钢-砼组合桁架桥,位于高烈度地震区,地震动峰值加速度为0.15g。针对吉兆桥的结构特点,提出了采用由铅芯隔震橡胶支座和软钢耗能阻挡装置组成的混合耗能减隔震系统进行减隔震设计的新思路,达到了提高结构抗震性能、降低工程费用的目的。本文主要介绍吉兆桥的抗震设计思想、减隔震设计方法及主要技术内容。     

近断层脉冲型地震动调幅对隔震结构的影响

以15条普通地震记录以及15条近断层脉冲型地震记录为输入,以某五层钢筋混凝土框架基础隔震结构工程实例为研究对象,采用有限元软件建模对比分析隔震结构在普通地震动和近断层脉冲型地震动作用下的非线性动力时程反应,以隔震支座最大位移、结构最大层间位移以及最大层间剪力为主要反应统计量,对比探讨近断层脉冲型地震动调幅对隔震结构的影响。结果表明:近断层地震动调幅对隔震结构响应影响异于普通地震动,建议研究近断层脉冲型地震动特性时不调幅;多层隔震结构响应与地震动参数HI相关性较大,建议取HI作为多层隔震结构抗震性能研究的最佳地震动参数。     

建筑结构地震反应的MR智能基础隔震控制

针对基础隔震局限于减小地震波高频成分对结构影响的缺点,将磁流变(MR)阻尼器与滚动隔震支座相结合形成MR智能基础隔震系统并应用到结构控制中.基于MR阻尼器的Sigmoid模型,进行模糊半主动控制策略设计.在不同种类不同强度的地震波作用下,对智能基础隔震控制下2层钢框架结构的反应进行了仿真分析.结果表明,MR智能基础隔震...     

考虑三维地震动作用下振动台试验隔震层简化

基于等效原则、相似理论,考虑三维地震动作用下振动台试验中原型结构隔震层的简化,并对模型结构隔震层进行系统研究。针对不同高宽比隔震结构,提出完全等效简化方法和部分等效简化方法,包括隔震垫等效、模型支座参数及坐标确定、相似关系确定等。利用不同高宽比隔震结构振动台试验,结合有限元数值模拟,进行方法验证。理论推导与数值模拟证明简化方法具有良好的准确性,且在误差允许范围内,简化后的隔震层所获得的加速度、速度、位移等动力特性与简化前相同,可以用于振动台试验模型设计。