基于指数摩擦力模型滑移隔震结构的动力特性

基于指数摩擦力模型,本文利用预估校正的数值积分方法计算滑移隔震结构的动力响应,分析了地面谐运动下结构的加速度传递率及基底滑移率随频率比的变化规律,并发现滑移隔振结构的振动有振幅跳跃、基底爬行等非线性动力特征。     

基于离散小波变换的滑移隔震结构非平稳随机响应计算

将地震地面运动模拟成非平稳随机过程,基于离散小波变换得到地面运动离散小波系数的统计值,并以此作为输入,使用等价线性方法获得了滑移隔震结构在非平稳地震作用下的均方滑动位移和速度反应。通过计算实例与Monte-Carlo法的计算结果进行对比,验证了本文方法的正确性。最后,给出了这种结构的最大滑动位移响应随滑移面摩擦系数的变化曲线,可供设计时参考。     

滑移隔震支座的试验研究及力学模型

通过滑移隔震支座的试验研究,探讨了静摩擦系数、动摩擦系数的变化趋势及滑动摩擦系数的影响因素,研究滑移隔震支座的恢复力特性。试验研究表明:静摩擦系数和动摩擦系数都与竖向压力的大小有关,随着竖向压力的增大而逐渐减小;滑动摩擦系数随滑动速度的增大而增大;滑动摩擦系数与频率有关,总的趋势是随着激励频率的增大,摩擦系数增大;滑移隔震支座加硅脂润滑后摩擦系数明显降低;高频激励下摩擦滑移隔震支座的恢复力模型宜采用理想弹塑性模型,低频激励下宜采用刚塑性模型。最后,指出已有摩擦力模型存在的缺陷,并根据试验结果建议了一个新的摩擦力模型,分析表明该模型与试验数据拟合较好。     

带限位器滑移隔震砌体结构考虑竖向地震作用影响研究

本采用多质点层间剪切型模型，建立了带限位器基础滑移隔震多层砌体结构在考虑竖向地震作用影响下的运动微分方程及滑移与啮合状态判别准则。研究表明，竖向地震作用的存在，使结构下部各层特别是首层的层间位移，层间剪力增加，隔震层加速度增加，且随地震烈度、竖向加速度峰值增大而增加，并使隔震层的滑动位移幅值有增大的可能。建议在高烈度地区考虑竖向地震作用对结构反应的影响。     

隔震层(偏心)对基础滑移隔震结构平-扭耦联地震反应的影响

对多层基础滑移隔震结构进行了水平双向地震作用下的平-扭耦联地震反应分析,研究了隔震层偏心和隔震层抗扭刚度对结构地震反应的影响,分析表明,隔震层刚度偏心比隔震层质量偏心对基础滑移隔震结构地震反应的影响较大;隔震层的抗扭刚度对隔震支座位移有一定程度的影响,增大隔震层的抗扭刚度可减小隔震支座的位移;当隔震层中隔震支座均匀对称布置时,基础隔震偏心结构的地震反应可以得到较好的控制。     

基础滑移隔震结构双向地震反应分析

通过对滑移摩擦支座摩擦力双向耦合性能的模拟,采用基础隔震结构动力分析程序DABIS对基础滑移隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时的支座最大位移,因而在确定支座最大位移时应考虑双向地震作用的影响。     

带限位装置的基础滑移隔震结构的模糊滑模控制研究

滑移隔震体系的复位问题是其难以推广应用的一个突出障碍.基于模糊控制和滑模控制的优点,设计了一种由模糊控制律形成的滑模控制器,并将此控制器加入滑移隔震层中形成混合控制体系.同时,为了充分发挥滑移隔震层的被动控震作用和针对最大控制力可能受到限制时的情况,引入了饱和控制律.以一个八层基础滑移隔震结构模型为例,完成了相应的算例数值分析.算例数值分析结果表明,所提出的这种混合控制方法控制效果明显,不仅能有效地减小上部结构的地震峰值响应,而且能有效地减小基础滑移隔震层的滑移量,使隔震体系具有较好的复位功能;同时由于引入模糊控制律,使得在不降低系统鲁棒性的前提下,达到了削弱控制系统抖振的目的.     

组合支座隔震结构及其动力反应分析

本文重点介绍了用于基础隔震结构中的一种新型组合式滑移支座，它由滑板式橡胶支座和普通橡胶支座组合而成。并且建立了这种组合支座的恢复力模型，分析了由该组合支座所组成的基础隔震结构的动力反应时程分析，计算表明了这种组合支座是一种安全有效、经济实惠的隔震支座。     

砌体复合隔震体系研究

本文对现有隔振方法的分析入手，提出了复合隔震体系模式。分析了这种体系的可行性及应解决的问题。     

地下爆炸波作用下基底滑移隔震建筑-土-隧道相互作用的动力分析

采用子结构耦合法对由隧道及其周围的有限土体、远场半无限土体以及上部基底滑移隔震建筑等三部分构成的体系在隧道内发生意外爆炸时的弹塑性动力响应进行了数值分析;在基底滑移隔震分析中,提出了修正的连续摩擦力模型以取代传统的库仑摩擦力模型,避免了计算过程中跟踪啮合滑移的过渡边界从而可降低计算误差。通过与 Lysmer 透射边界法和修正阻尼透射边界法的数值结果对比分析,验证了本文方法的有效性,其数值结果揭示了在遭受地下爆炸波作用并考虑土-结构相互作用的基底滑移隔震建筑动力响应的内在规律,从而为深入的理论研究与工程实践提供了重要的依据。     

基础滑移隔震砌体房屋抗倾覆高宽比限值

本文对采用基础滑移隔震多层砌体房屋在实际地震波作用下的抗倾覆高宽比限值进行研究，利用Ｗｉｌｓｏｎ－θ数值积分法计算，得到了多层砌体房屋的高宽比值限值的统计值。     

上部结构（偏心）对基础滑移隔震结构平－扭耦联地震反应的影响

本文对多层基础滑移隔震结构进行了水平双向地震作用下的平－扭耦联地震反应分析,研究了上部结构偏心和上部结构抗扭刚度对结构地震反应的影响,分析表明上部结构质量偏心较上部结构刚度偏心对基础滑移隔震结构地震反应的影响更大,因而应减小上部结构质量中心与隔震层质量中心和刚度中心的偏心距,以减小结构的扭转反应;当上部结构的质量偏心距较小时,其对基础滑移隔震结构的地震反应也有一定程度的影响,在结构设计应予以考虑;上部结构的抗扭刚度对上部结构的地震反应影响较大,增大上部结构的抗扭刚度可有效减小上部结构的地震反应,但上部结构的抗扭刚度对隔震层的地震反应影响较小。     

双线隧道中单侧隧道内爆炸引起地面建筑的动力响应及滑移隔震研究

该文针对双线地铁隧道中单侧隧道内爆炸引起的附近地面建筑物的动力响应及滑移隔震效应进行了数值模拟研究。采用八结点等参元和集中质量体系来分别模拟包含隧道的有限土区和地面多层建筑,并将其耦合形成整个相互作用体系模型。在基底摩擦力计算中提出修正连续摩擦力模型,以克服传统Coulomb摩擦力模型的内在缺陷。通过与单线隧道内爆炸引起建筑物响应及滑移隔震效应的算例对比分析,揭示出地表建筑物在遭受地下单侧隧道内爆炸产生的经相邻隧道反射及衍射后的冲击波作用所引起的动力响应特征及其基底滑移隔震效果,从而为相关的理论研究和工程实践提供重要的数据参考。     

一种新型基础滑移隔震框架结构体系的理论分析与研究

采用聚四氟乙烯-钢板为滑移支承元件,利用软钢U型带片为限位消能元件提出了一种应用于框架结构的新型的滑移隔震体系,克服了传统滑移隔震限位装置一滑就限增加上部结构的地震反应的缺陷.运用有限元SAP2000分析软件对新型的滑移隔震结构的自振特性进行分析,与相应四种不同形式的结构的有限元模型在加速度和滑移量等方面进行了对比.分析结果表明所提出的新型滑移隔震体系在结构隔震性能方面有很大的优越性.同时,通过将输入的地震波进行调整后,得到了结构在基本烈度和罕遇烈度下,碰撞前后不同阶段、不同场地土、不同刚度的限位消能元件的隔震性能,为滑移隔震技术应用到框架结构的实际工程中提供了可能.     

摩擦摆基础滑移隔震框架结构理论研究

为研究摩擦摆基础滑移隔震框架结构的隔震情况,以摩擦摆系统的理论为基础,选取多层钢筋混凝土框架结构为研究对象,采用有限元软件SAP 2000进行模型建立、工况定义、模型分析和数据提取。比较基础固定结构和基础滑移隔震结构在地震作用下的反应特性,如自振周期、楼层最大加速度反应、层间位移、层间剪力,分析其减震效果。研究结果表明: 合理设置隔震层的参数,公式计算结果与程序分析结果吻合较好,摩擦摆隔震系统具有明显的减震效果,大大降低地震作用下的结构的峰值反应包括自振周期、加速度反应、层间位移和层间剪力,某些减震率甚至超过90 %.     

高层基础隔震结构高宽比限值分析

研究了橡胶支座高层基础隔震结构高宽比限值。为考虑高阶振型对结构高宽比限值的影响,采用3质点模型推导了高层隔震结构高宽比限值的显式,给出各种建筑类别、设防烈度、场地条件和结构阻尼比的高宽比限值,并按简便、安全的原则对各种工况下的高宽比限值进行了归并,与采用单质点的计算结果对比后发现相差不大,说明高阶振型对高层基础隔震结构高宽比限值的影响不大。本文还进一步讨论了当隔震周期不等于临界周期时高宽比限值的变化情况,发现当隔震周期小于临界周期时高宽比限值的降低并不明显,当隔震周期大于临界周期时高宽比限值的降低比较明显。     

橡胶垫隔震砌体房屋的简化计算

引用新编《规范》^[1]、《规程》^[2]的基本原理和计算式，对砌体结构隔震体系的计算通过推导进行简化，一次性确定隔震层橡胶垫用量，绝对满足水平位移控制要求，计算简明快捷，文末用实例阐明计算方法。     

结构基础隔震设计计算中应注意的问题

介绍了建筑结构基础隔震计算,分析了结构基础隔震设计计算中所应该考虑到的一些细节因素和问题,介绍了具体隔震计算中应如何考虑这些问题。     

基础滑移隔震框架结构试推与复位方案的分析研究

试推与复位技术是检验基础滑移隔震结构设计与施工可靠性的重要手段。运用SAP2000有限元分析软件对带有限位装置的基础滑移隔震框架结构进行了有限元分析,通过模拟局部荷载作用位置,研究了在不同工况作用下隔震层顶部基础梁的受力及变形特点,得到了上部结构附加内力和变形最小的试推方案。同时,进行了在不同工况作用及整体荷载作用下结构动力响应分析,得到了局部荷载作用与整体荷载作用下结构的动力响应的对比关系。实际工程算例表明,合理地分散布置试推点的多条轴线多点加载方案基本可以满足滑移隔震结构试推与复位的要求,可作为一种检测滑移隔震结构设计与施工效果的有效方法。     

基础滑移隔震房屋结构设计与工程应用的理论研究

本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析，利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究，提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型，编制了隔震结构的分析程序，提出了基础滑移隔震房屋结构设计的构造措施和减震效果试推检验方法。实际工程算例表明，滑移隔震结构较基础固定结构有较好的抗震性能，在设计中可降低设计烈度二度进行隔震设计。