组合隔震砌体“等代结构”模型试验方法初探

某六层砌体结构采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联组合作为隔震层.考虑到振动台的性能及砌体结构模型试验的特点,从某砌体结构中提取部分结构作为等代结构,满足原整体结构作用及效应相似的要求;然后对等代结构进行缩尺模型设计、制作与试验.试验分为隔震和非隔震两阶段,通过对比其动力反应,由模型试验结果分析原型结构的抗震性能,并将试验结果与数值模型分析结果进行了比较,表明该隔震结构试验较好地揭示了隔震结构的反应特点,采用“等代结构”进行模型振动台试验 是合理和有效的.     

多模块高温气冷堆核岛厂房隔震结构振动台试验

为研究多模块高温气冷堆核岛厂房基底隔震结构的抗震性能,设计缩尺比为1/20的核岛厂房振动台试验模型,分别进行抗震、摩擦摆支座隔震、橡胶支座隔震三种工况下的振动台试验,对比分析不同工况下核岛厂房隔震结构的动力响应规律,包括结构动力特性、加速度和位移响应、楼层反应谱等。试验结果表明：采用隔震措施后,结构自振周期明显延长,隔震效果显著;三向地震动输入时,隔震上部结构的加速度放大系数在四层以上会突然增大,这是由于结构中部T形墙高度仅至四五层之间,结构在此处被削弱;结构整体刚度较大,抗震结构和隔震后上部结构的相对位移均较小,基本处于平动;隔震措施能明显减小核岛厂房结构在其自振频率处的水平向加速度反应谱峰值,而在隔震频率处隔震模型加速度反应谱值有所增加;在三向地震动输入下,隔震模型的竖向楼层加速度谱较抗震结构的竖向加速度谱有明显放大。     

核电厂三维隔震技术的理论和试验研究

基础隔震技术可以实现核电厂上部结构和内部设备、管道的标准化设计,并提高结构体系的抗震裕度。考虑到设备和管道的抗震要求,提出了一种核电厂三维基础隔震技术。首先采用单质点简化模型进行参数分析,确定了隔震层的合理参数。其次设计开发了三维隔震装置,包括厚层橡胶隔震支座和油阻尼器,并进行了相关的检测试验。最后进行了几何缩尺比例为1/15的振动台试验,模型包括三维隔震模型和传统水平隔震模型以及非隔震模型。试验证明:三维隔震系统在水平方向具备与传统隔震系统相同的隔震性能,并且可以有效地实现核电厂内部设备及管道的竖向隔震。     

既有结构外套增层隔震加固振动台试验研究

应用外套结构加固方法及加层减振体系的设计方法,对既有14层剪力墙结构进行外套增层隔震加固设计,研究增层隔震对加固效果的影响。建立1/6缩尺结构试验模型,设计橡胶隔震支座,通过调整隔震层刚度完成层间隔震结构与非隔震结构的振动台试验。对比分析隔震与非隔震结构前两阶频率变化,分析隔震与非隔震结构位移、加速度、混凝土应变响应以及破坏现象的区别。结果表明:增层隔震加固体系能够明显延长结构的二阶周期,并有效地控制结构地震响应;外套结构与原结构协同作用良好,均未发生破坏;既有结构外套增层隔震加固设计方法是可行性的。研究为既有结构抗震加固设计提供有益借鉴。     

带抗拉装置高层隔震结构振动台试验研究

西昌（9度区）某高层基础隔震结构,其上部为框架-核心筒结构,总高度为58.3m（不计入隔震层）,隔震层采用铅芯橡胶隔震支座。为研究该隔震结构的抗震性能及检验带抗拉装置隔震支座的有效性,进行了缩尺比为1/15模型的模拟地震振动台试验。结果表明,隔震层降低了上部结构的加速度反应,隔震层上加速度放大系数小于0.5,可满足抗震设防烈度降低一度的设计目标;隔震结构的位移集中在隔震层,上部结构的层间位移较小,层间位移角满足规范层间位移角限值要求;隔震层力-位移滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力。罕遇地震作用下,支座出现拉应力,说明隔震结构在高烈度地震作用下存在倾覆的可能性。对角部隔震支座加装抗拉装置后,再次进行振动台试验,结果表明,抗拉装置不会对结构水平向动力特性及支座在正常受压状态下的竖向运动和水平向运动产生显著影响,通过对比证明了其在隔震支座受拉情况下提供的有效抗拉作用。     

采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构振动台试验研究

提出一种二硫化钼固体润滑剂涂层的新型分离式摩擦滑移隔震装置,为研究该新型隔震系统对结构抗震性能的影响,进行了隔震和非隔震结构的模型振动台对比试验。基于试验结果,从结构的动力特性、位移反应及加速度反应等方面评价结构抗震性能,并对比分析了该新型摩擦滑移隔震系统的隔震效果。研究表明:二硫化钼固体润滑剂涂层具有较高的竖向承载特性和低摩擦特性,新型分离式摩擦滑移隔震系统能够有效降低结构地震响应。相比于非隔震结构,采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构的楼层加速度、层间位移角均减小,地震作用下,结构能量的耗散主要集中在隔震支座处,该隔震系统具有良好的隔震效果,结构可以满足抗震要求。     

高烈度地震区建筑隔震方法设计与分析实例

高烈度地震区某一钢筋混凝土框架结构宿舍楼,设计采用橡胶支座的减震隔震技术,通过有限元分析软件ETABS对其进行动力性能分析,对比了地震作用下隔震结构和非隔震结构的楼层平均剪力值、层间剪力比等,并研究了罕遇地震作用下隔震层支座位移及内力,得出与非隔震框架结构相比,底层隔震框架结构的周期延长,层剪力,位移,底层轴力均变小。说明采用隔震支座能有效地减小地震荷载对结构的不利影响,提高了结构的安全性。     

某8度区近断层甲类建筑基础隔震分析与设计北大核心CSCD

以8度区西安市疾病预防控制中心病毒实验楼为研究对象,分析了近断层地震动特性及其对隔震结构的不利影响,确定了甲类建筑基础隔震设计所需的地震动参数和抗震性能目标。对比了橡胶隔震支座、橡胶隔震支座+黏滞阻尼器、橡胶隔震支座+黏滞阻尼器+滑板隔震支座三种隔震层设计方案,研究了黏滞阻尼器和滑板隔震支座对隔震层的影响。表明黏滞阻尼器能够有效控制隔震层在大震作用下的位移。根据分析结果选择橡胶隔震支座+黏滞阻尼器+滑板隔震支座的隔震方案。上部结构分别采用直接分析法和传统水平向减震系数法相融合的设计方法进行设计,通过楼层剪力对比验证该方法的合理性。采用PERFORM 3D软件对隔震结构进行了大震作用下的抗震性能评估,结果表明结构完全满足罕遇地震可修、极罕遇地震不倒的性能目标。     

摩擦摆隔震高层框架-剪力墙结构振动台试验研究

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能,提出了摩擦摆隔震设计的具体流程,并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果,制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果,研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应,对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震,该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性,设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修;结构的楼层响应显著降低,摩擦摆完全起滑后,地震强度越大,摩擦摆的隔震效果越好,且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力;在9度罕遇地震作用下,剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升,对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

某9度区复杂框架结构隔震设计

对位于9度高烈度区采取隔震技术的某复杂框架结构进行了分析设计,确定结构选用普通橡胶隔震支座与铅芯橡胶隔震支座,并采用振型分解反应谱法和时程分析法对结构进行了地震反应分析。结果表明:所选用的隔震支座布置是合理的,并且采用隔震技术可显著降低上部结构的楼层剪力、层间位移角和扭转变形;结合抗震规范,上部结构可按降低1.5度设计,经过隔震设计后的隔震结构抗震性能高于传统设计结构。     

低矮砌体结构隔震与非隔震振动台对比试验研究

摘要： 为将橡胶支座隔震技术应用到在我国村镇低矮砌体结构房屋,在室内地坪以上设置隔震层,设计和制作了隔震与非隔震结构模型试件,对其进行振动台对比试验。模型选取未设置构造柱圈梁的两层砖砌体结构,采用1/2的缩尺比例制作。通过对隔震和非隔震结构模型的动力特性、加速度反应、层间位移反应、层间剪力和结构剪重比进行对比分析,研究了低矮砌体结构隔震技术的减震效果,验证了相应构造措施的适用性。振动台试验表明：隔震结构模型在峰值加速度800gal（相当于10度设防）的地震波激励下,没有开裂和破坏,支座复位情况良好;设置隔震层可有效降低结构的自振频率,对加速度、层间位移、基底剪力的减震效果明显,在输入峰值加速度400gal的地震波时,顶层加速度减震率达67%,层间位移减小率为34%,基底剪力减震率达68%;随着地震动强度的增加,隔震结构的减震效果呈增加趋势。研究结果为低矮砌体结构民居隔震技术的应用和相关标准的编制提供参考。     

混凝土砌块模型结构的地震反应分析

为研究建造在7度地震区小型混凝土空心砌块八层大开间隔震房屋的抗震性能,本文利用结构有限元分析软件ANSYS提出了砌块模型的三维有限元模型,在基础与结构物底部模拟夹层橡胶垫,并对其在隔震前后进行了地震反应分析,结果表明夹层橡胶垫能大大减小上部结构的地震反应,上部结构类似于整体平动。     

地铁上盖多塔楼隔震与减振设计研究

考虑到转换层刚度突变对结构地震响应的不利影响以及地铁振动带来的舒适度问题,采用厚肉橡胶支座对上海莘庄地铁上盖多塔结构进行了层间隔震设计研究。采用时程分析方法,分别对采用刚性转换层结构方案和隔震层转换方案进行了计算。通过设防地震作用下刚性方案和隔震方案的结构响应对比,验证了隔震效果。通过罕遇地震作用下隔震层转换方案支座最大位移和拉应力验算,验证了隔震结构在罕遇地震作用下的安全性能。并根据相关规定,验算了结构抗风和微振动的性能。计算结果表明,经过合理的设计,采用厚肉橡胶支座的隔震既能达到普通橡胶支座隔震相同的效果,又没有结构的倾覆摇摆问题,为上盖塔楼结构的抗震与减振设计提供了一种新思路。     

基础隔震结构竖向地震反应试验研究

通过模拟地震振动台试验,研究了基础隔震结构的竖向地震反应特点.首先通过对不同支座的竖向力进行比较可知,基础隔震结构在遭遇水平地震波时,位于支座布置平面中非对称轴的支座处可能产生较大的竖向反应;其次对隔震结构和非隔震结构的竖向地震反应进行对比分析可知,基础隔震结构对于竖向地震动的隔震效果不明显.因此竖向地震动对结构的作用不可忽视,在进行基础隔震结构抗震设计中应加以关注.     

Shaking table test study of high-rise frame-shear wall structure isolated by friction pendulum bearings

为了研究摩擦摆隔震高层结构的抗震性能，提出了摩擦摆隔震设计的具体流程，并设计了一栋12层的摩擦摆隔震框架-剪力墙结构。为考察其隔震效果，制作了相应的缩尺模型并进行振动台试验。基于试验结果，研究上部结构的楼层响应和摩擦摆隔震支座的位移响应，对比分析剪力墙下摩擦摆及框架柱下摩擦摆滞回性能的区别。研究结果表明：通过摩擦摆隔震，该框架-剪力墙结构实现了9度多遇地震弹性，设防地震、罕遇地震甚至超罕遇地震可修；结构的楼层响应显著降低，摩擦摆完全起滑后，地震强度越大，摩擦摆的隔震效果越好，且摩擦摆隔震支座具有良好的自复位能力；在9度罕遇地震作用下，剪力墙下摩擦摆发生了竖向提离抬升，对摩擦摆的滞回性能产生影响。     

核电站应急指挥中心隔震设计及地震响应分析

为探讨隔震技术在核电工程的应用,对某核电站应急指挥中心进行隔震设计及相应分析:对隔震层的方案进行详细的阐述,包括隔震支座的选型及布置;建立应急指挥中心的有限元模型并进行非线性动力反应分析,探讨结构在地震作用下的动力特性、加速度反应和位移反应。分析表明:通过隔震层的变形吸收地震的能量,可以显著降低上部结构的地震反应,结构的减震效果达到70%左右,隔震效果明显,提高了应急指挥中心的抗震裕量,可以有效保护应急指挥中心的人员、设备和系统的安全,从而提升核电站震后应急能力。分析研究成果对隔震技术在核电领域的推广应用有一定的积极意义。     

山地掉层框架-摇摆墙结构抗震性能研究

竖向刚度不均匀是山地掉层框架结构的突出特点,其在地震作用下的动力反应特性与普通框架结构存在较大的差异,山地掉层框架结构在地震中易在上接地层出现层屈服破坏机制。为改善该类结构的抗震性能,在山地掉层框架结构外部附加底部铰接、具有一定转动能力的摇摆墙,形成山地掉层框架-摇摆墙结构体系。对3个总层数为七层的掉不同层不同跨的山地掉层框架摇摆墙结构进行动力弹塑性分析结果表明,附加摇摆墙的山地掉层框架结构的基本周期较原结构的相差不大。摇摆墙设置在不同位置的山地掉层框架摇摆墙结构动力反应特性不同。摇摆墙的加入能够均匀结构各层层间变形,有效改善山地掉层框架结构的抗震性能,可避免原薄弱层上接地层的破坏集中现象,实现了整体耗能机制。     

基于结构设计的基础隔震结构高宽比限值的研究

本文研究了橡胶支座基础隔震结构的高宽比限值。研究基于保证隔震结构在强震中不倾覆的两个充分条件,一个是橡胶隔震支座不能产生拉应力,另一个是隔震支座压应力不超过容许值。本文推导了隔震结构高宽比限值的显式并给出了针对不同建筑类别、不同设防烈度、不同场地条件和不同隔震层阻尼比的高宽比限值。在支座的轴力计算中,还考虑了竖向地震作用和荷载的最不利组合。研究发现,当控制条件为支座不产生拉应力时,高宽比限值随隔震结构周期的增加而增加;当控制条件为支座压应力不超过容许值时,高宽比限值随隔震结构周期的增加而减小。因此,存在一个临界周期使高宽比限值取得极大值。研究还发现,存在一个最大的隔震结构周期使高宽比限值等于零或隔震层位移超过容许值。将隔震结构的周期与临界周期和最大隔震周期比较,就可以得到相应高宽比限值的表达式。最后,按照简单、安全的原则,将各种工况下的高宽比限值进行了归并,给出了高宽比限值的设计建议值。同时,还按设计规范提供的结构周期计算公式计算了隔震结构的高度限值。