历史建筑的隔震加固技术研究

应用隔震技术对历史建筑进行加固,不仅可以提高它的抗震能力,而且可以保护它原有的建筑风貌。本文研究了历史建筑的隔震加固技术,对隔震支座的布置原则、隔震结构的计算方法和隔震加固的施工工艺进行了探讨,提出了一种由滑板和橡胶支座构成的组合隔震系统。通过计算地震反应,分析了采用全部铅芯橡胶支座和组合系统进行加固的隔震效果。研究表明:与非隔震结构相比,采用全部铅芯橡胶支座隔震,可使层间地震剪力减小到30%～35%;采用组合系统隔震,可使层间剪力减小到25%～30%,两者均有明显隔震效果。     

不规则结构的扭转效应控制研究

形状不规则建筑物在地震作用下极易发生扭转效应的破坏,而减小不规则结构的扭转效应是保证其抗震性能的重要途径。研究结构扭转效应的控制方法,可以为不规则结构抗震性能的保障提供依据。文章以平面形状不规则的框架结构为例,采用数值分析方法,对设置不同隔震层的结构进行了模态分析和地震反应计算,通过比较不同隔震方案的结构层间扭转角研究了结构扭转效应的控制效果。结果表明:基础隔震建筑上部结构的地震反应比非隔震建筑地震反应明显降低,扭转效应也显著减小;采用橡胶支座加滑板支座的组合隔震体系比全部采用橡胶支座的减震效果更优;通过调整支座布置方式,可以使不规则结构的扭转效应得到有效控制。     

LRB隔震结构模型振动台试验研究(1)

为研究大高宽比隔震结构的多维抗震性能,对一缩尺1∶4比例高宽比为5的铅芯橡胶垫隔震结构模型进行了水平和竖向双向地震波输入下的振动台试验研究.通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应.试验结果表明:隔震上部结构减震效果较好;隔震支座在某些工况下,竖向可进入非线性受拉变形状态,此时的结构存在倾覆危险.试验相关数据的分析可为隔震结构设计理论和规范的编制提供参考.     

LRB隔震结构模型振动台试验研究(2)

为研究大高宽比隔震结构的多维抗震性能,对一缩尺1∶4比例,两向高宽比分别为2.5和5的铅芯橡胶垫隔震结构模型进行了多向地震波输入下的振动台试验研究.试验分为小高宽比隔震结构模型双向地震波输入、大高宽比隔震结构模型三向地震波输入.通过输入不同大小和类型的地震波,分析隔震上部结构和隔震支座的地震反应.试验结果表明:各向地震波对结构反应将产生复杂的相互影响,当各向地震波发生峰值时刻接近时,这种影响更为显著.因此从安全考虑应该进行水平双向组合变形验算.     

地震作用下抗震与隔震连续梁桥动力响应试验研究

针对某跨海连续梁桥的抗震和隔震性能,通过将其简化,并根据相似比1∶10制作该梁桥单墩抗震与隔震试验模型,采用铅芯橡胶隔震支座,进行抗震及隔震地震模拟振动台试验,研究分别采用120、600、1 200和2 400年一遇地震波输入时结构的加速度响应、隔震支座剪力、墩顶剪力和隔震支座滞回性能,并根据单墩低周往复加载试验结果,判别在不同地震波作用时抗震桥墩和隔震桥墩所处的状态。试验结果显示:隔震后梁桥上部结构地震加速度响应在120和600年一遇地震时减小为抗震结构加速度响应的54%和55%;随着结构响应的增加,隔震位移越大,隔震支座耗能能力越强;采用隔震后,在2 400年一遇地震时,隔震梁桥整个桥墩在弹性范围内,桥墩地震响应小于开裂荷载,而抗震梁桥在600年一遇地震时,桥墩已达到开裂荷载。     

应用SMA复合橡胶支座的大跨度空间结构隔震研究

目的为了减小地震作用下大跨度空间结构的地震响应,笔者对采用了SMA（形状记忆合金）复合橡胶支座隔震体系的大跨度空间结构的隔震效果进行了研究.方法通过SMA材料的拉伸试验验证了SMA材料的本构模型;设计了基于SMA材料的SMA复合橡胶支座,给出了SMA复合橡胶支座的工作原理和恢复力模型;建立了一大跨度空间结构的有限元计算模型,数值分析了计算模型在地震作用下采用SMA复合橡胶支座隔震体系后的隔震效果.结果计算结果表明：采用SMA复合橡胶支座隔震体系后,大跨空间结构的竖向位移可减小70%,控制杆件内力可减小70%以上.结论表明了SMA复合橡胶支座对大跨度空间结构是一种有效的隔震体系.     

具自复位摩擦阻尼器的桥梁隔震性能研究

目前桥梁隔震技术的应用越来越广泛,但这一技术不可避免地会引起震后桥梁上下部结构之间残余位移过大的问题。为有效降低上部结构的惯性力传递至桥墩,使其具有良好的隔震能力,同时减小上部结构复位时的阻尼,增强其自复位能力,降低震后桥梁的修复费用,提出由一种新型自复位摩擦阻尼器和聚四氟乙烯滑板支座代替传统的隔震支座。该阻尼器当活塞向远离平衡位置方向移动时,具有较为稳定的摩擦力使其具有较好的耗能能力;当活塞向平衡位置方向移动时,不具有摩擦力,减小了摩擦力对复位力的消耗,提高了其自复位能力。采用柔性拉索将此阻尼器与桥梁的上下部结构相连,保证阻尼器只受拉且可实现上部结构相对桥墩的往复运动,形成自复位隔震桥梁体系。为验证该隔震桥梁体系的效果,利用OpenSees建立一座4跨连续梁桥模型,分别配置非隔震桥梁支座、铅芯橡胶支座和自复位摩擦阻尼器与聚四氟乙烯滑板支座联合工作的隔震体系,在横桥向输入地震动记录进行时程分析,考察3种桥梁结构的墩顶位移、墩梁相对位移和桥墩内力。结果表明：在相同地震作用下,自复位隔震桥梁体系相对于非隔震桥梁墩顶位移降低为原来的1/8,墩底剪力和墩底弯矩降为原来的约1/3;与配置铅芯橡胶支座的隔震桥梁体系相比,自复位隔震桥梁体系基本没有墩梁相对残余位移。以上说明提出的自复位摩擦阻尼器及具自复位摩擦阻尼器的桥梁隔震体系有较好的隔震和自复位能力。     

近断层地震作用下相邻隔震结构的碰撞研究

采用Kelvin碰撞模型,推导了在近断层地震作用下隔震结构与相邻建筑物相碰撞的动力方程,研究了碰撞时隔震支座的隔震效果.并将隔震建筑与限位装置、与相邻非隔震结构以及与相邻隔震结构在近断层地震作用下相碰撞时的动力响应进行了对比分析.研究表明,碰撞使得基础隔震结构的加速度反应增大,但仍小于非隔震时发生碰撞的加速度响应.通过对比分析得出地震作用时隔震建筑与两边相邻结构相碰撞的次数要远多于仅一边结构相碰撞的次数.     

橡胶隔震支座对桥梁隔震性能的实时子结构拟动力实验研究

通过开发的速度控制型实时子结构拟动力实验系统,研究天然橡胶支座（NR）、高阻尼橡胶隔震支座（HDR）和超高阻尼橡胶隔震支座（HDR—S）等速度相关型隔震支座对桥梁的隔震减震效果。基于速度控制的实时子结构拟动力实验系统,通过速度控制实现对橡胶隔震支座的实时拟动力加载,可以在实验过程中充分考虑到隔震支座的速度相关性对实验结果的影响,精确地模拟地震中隔震桥梁结构的地震反应。实验结果证明此系统对速度相关型隔震支座有足够的实验精度。通过对比3种不同性能的隔震橡胶支座的实验结果,验证了在不同地震条件下超高阻尼橡胶隔震支座对桥梁结构的隔震优越性。     

增层隔震技术在既有建筑结构加固中的应用

对层间隔震技术在既有建筑结构抗震加层加固中的应用进行了探讨.采用在双线性模型模拟隔震支座,通过参数化研究得到了隔震支座优化参数.对某工程加层后与未加层的地震响应进行了比较,结果表明,不同地震波作用下隔震支座的优化参数基本一致,增层隔震技术类似于TMD系统,但因子结构质量较大,能够起到更好的耗能减震效果,可有效削弱原结构的水平地震响应.