基础隔震框架结构的分布参数动力模型及地震响应规律的研究

基于分布参数体系并结合基础隔震框架结构的特点,介绍考虑非比例阻尼的基础隔震分布参数剪切型悬臂梁模型的建立及求解过程。通过此模型,研究固定支座、比例阻尼隔震和非比例阻尼隔震模型的动力特征,并采用振型分解时程分析方法,对比分部设计方法、比例阻尼隔震和非比例阻尼隔震下模型的响应。结果表明：复振型分解方法和实振型分解方法在求解隔震结构的动力特征方面差别较小;隔震层对高阶振型周期的影响有限,但可有效降低结构高阶振型的振型参与系数;分部设计方法与非比例阻尼方法计算的楼层剪力分布结果差异较小;采用包含隔震层的整体模型分析时,建议采用考虑非比例阻尼特征的复振型分解方法。     

某高层框架剪力墙隔震结构的抗震性能分析

结构通过隔震设计后周期延长,能够降低上部结构地震作用。本文以某高层框架剪力墙结构为研究对象,对其进行隔震设计以及动力时程分析。研究结果表明：设防地震作用下,结构的层剪力与层倾覆力矩大大降低,水平向减震系数为0.47,罕遇地震作用下的隔震层最大位移满足要求,并且与非隔震结构相比,隔震结构的构件损伤明显减小,特别是上部结构底部加强区的剪力墙构件混凝土的损伤情况得到很好的改善。     

某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究

为了研究高烈度区高层剪力墙结构住宅采用隔震设计的技术经济性,对某剪力墙结构采用隔震设计前后进行了较为全面的分析比较。多遇地震作用下,分别对隔震结构与非隔震结构的底部剪力和层间位移角进行验算。罕遇地震作用下,对隔震结构与非隔震结构的耗能性能、层间位移角、剪力墙变形角以及连梁变形角等进行对比分析,考察结构的损伤情况。在此基础上,探讨了隔震结构与非隔震结构材料用量、工程造价与设防烈度的关系。分析结果表明,采用隔震设计后,结构的地震总剪力与倾覆力矩均可降低2/3左右,多遇地震作用下的最大层间位移角可减小40%以上,罕遇地震作用下的最大层间位移角可减小50%以上;设置黏滞阻尼器对于减小隔震层的最大位移作用显著;剪力墙基本处于弹性状态,连梁的损伤程度大大降低。8度(0.3g)设防时,隔震结构钢筋和混凝土的用量均明显少于非隔震结构,工程造价低于非隔震结构。     

某高层剪力墙住宅工程隔震设计

对隔震技术在成都凯德风尚住宅项目高层剪力墙结构中的应用技术难点进行了系统介绍。具体包括:隔震支座在剪力墙、核心筒下的布置方法与原则;针对高宽比较大的结构隔震设计中的抗倾覆设计、支座变刚度模拟、支座应力控制;针对迎风面较大结构隔震设计的抗风要求、舒适度设计等均提出了具体解决方案;从节点设计、构造措施、耐久性分析等方面给出了保证隔震设计的有效性和合理性的方法;采用动力弹塑性分析方法对隔震结构在超烈度地震作用下的响应进行验证分析。结果表明,在解决以上技术问题后,隔震技术可以在高层剪力墙结构中得到成功的推广与应用。     

高烈度区RC剪力墙高层隔震结构合理屈重比取值研究

近年来,功能可恢复已逐渐成为地震工程领域的研究热点。隔震技术是实现高烈度区RC剪力墙高层结构震后功能可恢复的重要手段。屈重比是隔震结构设计的关键参数,然而目前对于该类隔震结构的合理屈重比研究相对较少。本研究以3栋位于高烈度区的RC剪力墙高层隔震设计案例为原型,基于精细有限元模型,研究了屈重比对该类结构减震系数和隔震层位移的影响规律,建议了适用于RC剪力墙高层隔震结构的合理屈重比取值范围(2. 0%～2. 7%)。本文的相关成果可为RC剪力墙高层结构隔震设计提供参考。     

装配式与现浇钢筋混凝土联肢剪力墙基础隔震结构受力性能对比研究

本文旨在对装配式钢筋混凝土联肢剪力墙基础隔震结构与现浇钢筋混凝土联肢剪力墙基础隔震结构受力性能进行对比研究,采用ABAQUS有限元分析软件,对4组不同高宽比的装配式和现浇联肢剪力墙基础隔震结构进行了非线性有限元分析。研究结果表明:装配式和现浇联肢剪力墙基础隔震结构的骨架曲线、刚度退化、破坏模式基本相同;然而结构进入塑性阶段后,装配式隔震结构底部剪力墙接缝张角逐渐明显,装配式隔震结构底部三层剪力墙的纵筋屈服数量小于现浇隔震结构;随着位移的增大,装配式隔震结构由于接缝张角引起的顶点水平位移占比达到10%左右,装配式隔震结构的隔震层转动引起水平位移占比小于现浇隔震结构。     

某地铁沿线高层住宅项目隔震设计与研究

以某地铁沿线高层多塔剪力墙结构地下室隔震住宅为研究对象,建立隔震与非隔震结构有限元模型,对多塔结构隔震层的选择、隔震支座及支墩的布置方案、隔震支座参数的选择、水平减震系数的取值等进行了详细阐述.着重讨论了多塔结构底部整体隔震的可行性问题.分析表明:单片墙下布置双支座优于单支座的方案,有效提高了结构安全的可靠性;隔震措施...     

强震下高层剪力墙结构抗震性能与抗倾覆分析

为确保大高宽比高层剪力墙结构的抗震安全,应对高层剪力墙结构进行抗震性能和结构抗倾覆能力分析。针对强震区某大高宽比高层剪力墙结构,基于抗震性能分析方法开展不同地震水准下剪力墙结构抗震分析,基于延性设计对中震作用下底部加强区剪力墙进行等效拉应力分析,同时对桩基性能以及提高结构抗倾覆能力的技术措施效果进行分析。通过分析得到,小震作用下结构位移角满足规范要求,对于大高宽比剪力墙结构增大结构中下部刚度可有效提高结构的抗侧能力;中震作用下大高比高层剪力墙结构底部加强区的剪力墙等效拉应力较大,为提高结构延性应对墙肢采取增加配筋或设置型钢;大震作用下结构塑性发展明显区域位于结构底部,结构达到大震性能点后仍能保持承载能力;中震作用下部分桩基抗拔力较大,提出了在结构地下室短向增加剪力墙和桩基的技术措施,该技术措施可以有效的改善结构整体抗倾覆能力。本文分析可为大高宽比高层剪力墙结构的抗震性能与抗倾覆分析提供参考。     

采用基础隔震的高层剪力墙结构时程反应分析

对某高层隔震剪力墙结构进行了三维有限元时程分析,并对比分析了隔震结构与非隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下剪力墙结构的最大层间位移、最大层间剪力,得到一些有意义的结论。     

双摇摆界面自复位墙高层结构三维建模及其抗震性能分析研究

预制混凝土自复位墙在强震下具有结构损伤低、残余位移小等优越性能。然而既有研究主要关注底部摇摆机制的低层自复位墙结构,尚未过多考虑高层自复位墙结构及其高阶振型响应效应。因此,本文提出采用双摇摆界面的自复位墙高层结构,以减轻其高阶振型响应。以一幢10层自复位墙结构为例,采用双摇摆机制,并采用考虑高阶振型的直接基于位移设计方法对该结构进行了设计。结构同时考虑两种耗能机制,即耗能钢筋和U形钢阻尼器。非线性时程分析结果表明：附加第二摇摆界面可显著减小自复位墙上部结构的地震响应。采用沿结构高度均匀分布的U形钢阻尼器,可显著提高结构阻尼耗能并减小其侧移。本文研究将为推广自复位墙体系在高层建筑中的应用提供参考。     

结构高度对高耸结构振型贡献率的影响研究

结构的高阶振型对超高墩桥梁和烟囱类高耸结构的地震响应有较大影响,目前对高耸结构地震响应特性的认识还不够深入。为此,根据高耸结构简化计算模型,推导了高耸结构单阶振型贡献率和累积振型贡献率理论计算公式,并通过有限元模型进行了对比验证,研究了结构高度对结构振型贡献率的影响规律。研究结果表明:结构高度对底部剪力振型贡献率的影响最大,对底部弯矩振型贡献率的影响次之,对结构顶部位移的振型规律性影响最小。结构底部剪力和底部弯矩的第1阶振型贡献率随结构高度的增加先呈现出明显降低,后趋于稳定的变化趋势;而第2阶振型的单阶振型规律性呈现出先随墩高增加而增加,后有所降低的趋势。结构底部剪力和底部弯矩的前n阶振型累计贡献率随结构高度的增加而降低。     

轻钢增层结构地震反应高振型影响研究

带有轻钢增层的结构,质量与刚度在房屋的增层处出现明显减弱,在地震反应中高阶振型的影响较为显著,为此,采用振型分解法分析了在高阶振型组合影响下,轻钢增层结构的地震反应,对采用底部剪力法进行抗震设计时,动力放大系数的合理取值进行了计算与分析。     

连体高层结构水平耦联振动响应规律理论探讨

讨论了连体高层结构在水平地震作用下的耦联振动机理。提出一种"比例之比"理论方法,用以研究连体高层结构不同塔楼在地震作用下的相互"帮扶"规律,推导了基本表达式,在此基础上通过简化算例对理论分析的规律进行验证。基于振型参与系数的基本原理研究连接体对结构总地震力的影响规律,首先对单塔结构高阶振型的参与贡献进行分析,对比了采用伯努利-欧拉梁自由振动理论和假定振型法对高层结构高阶振型参与系数计算结果的一致性,并将假定振型法运用到连体高层结构高阶振型影响的分析中,给出连接体对连体结构总地震力影响规律的理论表达式,结果表明连接体的存在虽然增加了结构的刚度,但总的地震力仍有可能降低,通过简化案例的数值分析也验证了这一结论。     

高烈度区高层RC剪力墙结构隔震设计与分析

本文以位于九度区的某高层剪力墙结构为例,使用YJK、SAP2000和ETABS三种有限元软件进行了基础隔震设计与分析。首先确定隔震支座的选型和布置,对非隔震结构和隔震结构进行计算分析,计算确定水平向减震系数和设防烈度。验算了隔震层抗风、支座位移、支座应力以及结构变形。结果表明高烈度区高层RC剪力墙结构采用基础隔震效果明显,上部结构可以减一度设计,各项指标满足规范要求,结构抗震性能得到提高。     

高层隔震结构提离摇摆耦合理论模型及振动台试验验证

基于受力及变形方程的微分求解给出高层隔震结构考虑支座水平及竖向刚度衰减规律和结构摇摆效应的耦合动力理论模型,并给出摇摆角、压应力及剪应变对隔震层水平及竖向的力学性质影响规律。对高宽比为5及25的隔震结构进行振动台试验研究,试验结果表明大高宽比隔震结构动力特性出现明显振型二阶效应,地震动作用下大高宽比结构隔震层摇摆角响应比小高宽比结构大,在输入地震动峰值06g时两者差值达到5倍以上,且大高宽比结构出现明显的支座受拉现象。对隔震层水平、竖向及摇摆响应的理论计算值和试验实测值进行对比,结果表明理论和试验结果较为一致。进一步分析4种高宽比隔震结构的摇摆角响应,得到摇摆角随高宽比增加而增大的结果。大高宽比隔震结构更易产生摇摆响应,隔震层的摇摆角不可忽视,因此高层结构在隔震设计中应考虑隔震层的摇摆响应和支座受拉的情况。     

考虑高阶效应的高层基础隔震结构振动与控制

为了研究高层基础隔震结构的高阶效应及其控制方法，揭示了高层基础隔震结构的高阶效应机理。以实际工程为原型，进行了1/15比例的缩尺模型地震振动台试验，同时建立有限元模型，通过时程分析方法获得加速度与位移响应，并将分析结果与试验数据进行对比验证了有限元模型的有效性。研究结果表明：在一定条件下，高层基础隔震结构高位部分可能产生较明显的高阶效应，其响应突变层位置基本置于高位部分质量与结构总质量占比约为1/5处；8度罕遇地震作用下，结构顶部加速度放大系数超过2,响应突变层附近层间位移角超过1/100,该类型结构可能具有较大安全隐患；提出的基础隔震与TMD混合减震方案和基础与层间混合隔震方案均能有效的解决高层基础隔震结构的高阶效应，其中基础隔震与TMD混合减震方案振动控制效果能达50%左右；基础与层间混合隔震方案的最佳减震效果可接近50%。     

某高烈度区高层框架-剪力墙结构基础隔震设计与分析

介绍了高烈度区某11层框架-剪力墙结构基础隔震设计的全过程.对隔震支座选型、上部结构水平向减震系数取值、扭转位移比控制、隔震层温度变形验算等进行了详细介绍,着重讨论了高烈度区高层结构水平向减震系数偏大、隔震层扭转位移比过大等难点问题的处理方法.通过对隔震结构模型与非隔震结构模型侧移模式进行对比分析,探讨了现行隔震结构降度设计方法存在地震作用分布不合理,导致(极)大震作用下结构底部存在薄弱层隐患的问题.通过PERFORM 3D软件对隔震结构进行了大震性能评估,证明结构基本满足大震可修的性能目标.     

变截面框架-剪力墙结构的自由振动

采用分阶段连续化模型 ,在考虑了楼板处的集中质量和墙体的分布质量后 ,用传递矩阵法分析多阶变截面框架 -剪力墙结构的自由振动 ,导出了结构的频率方程 ,进而求出了结构的前几阶自振频率和相应的振型。提出的方法也可用于基底隔震结构的分析以及考虑结构与土体动力相互作用的影响时的分析     

高烈度区项目隔震层中黏滞阻尼器的设计与应用

介绍了高烈度区项目隔震层中黏滞阻尼器及隔震橡胶支座的组合设计思路,通过调节黏滞阻尼器及隔震支座力学参数的选取,以某9度区高层剪力墙结构为例,对主体结构进行了敏感度分析计算。研究结果表明：高烈度区项目在隔震层中增设黏滞阻尼器,可以在一定程度上降低罕遇地震下隔震支座的拉应力,同时减小隔震支座位移量,提高结构的抗震性能,为高烈度区高层剪力墙结构提供经济可行的隔震设计方案。     

高层剪力墙结构隔震设计关键技术

针对高烈度地区的实际工程案例,建立有限元模型并进行非线性时程分析。阐述了高层剪力墙结构隔震分析与设计细节。对高层剪力墙隔震结构的转换梁提出了性能设计要求。理论结合实际地分析了本结构的隔震效率。研究结果表明,隔震后结构层间剪力和层间位移明显降低,结构性能指标均能满足相应规范要求。上部结构地震响应显著降低,结构抗震性能得到很大提高。