广州大学城应用组合基础隔震技术

广州大学城行政办公楼．建筑面积3万平方米，采用先进的组合基础隔震技术．建成后将成为建筑物隔震防震的科普基地．采用这种隔震防震技术．只需增加3％至5％的建筑成本。建成的建筑物就可增加6倍的抗震能力．这种隔震防震技术在我国建筑行业具有非常可观的使用价值和发展前景．     

Research and application on three-dimensional seismic and vibration isolation for building

This paper presents the study of a three-dimensional(3D) isolation system.Firstly,the authors investigated the effects of an innovative 3D isolator,which was composed of a connecting plate,a rubber pad for vibration isolation in the vertical direction and a horizontal rubber bearing for seismic isolation in both horizontal directions.Secondly,the authors designed such a vibration isolation system and installed it underneath two specific residential buildings which were built directly over an existing subway communication hub platform in Beijing.These buildings required good performance vibration and seismic isolation system to reduce the impact from the running of nearby subway trains.Finally,in situ tests were conducted for both the isolated and the non-isolated buildings for the purpose of comparison.The test results showed that the maximum acceleration response level of the isolated superstructure is reduced by 10% as compared to that of the platform.The maximum attenuation of vibration reaches up to 25 dB.The 3D system explored in this paper is very effective in control and suppression of building vibration induced by earthquakes or running of trains.     

下部减震层间隔震结构振动台试验研究

层间隔震体系是基础隔震体系的发展与延伸,作为一种复杂结构体系,以往的研究仅限于探讨隔震层参数对地震响应及减震效果的影响,本文首次进行了下部结构附加黏滞阻尼器的层间隔震结构振动台试验研究。设计了1个四层的钢框架模型,首先进行了基础固接及1层顶隔震的振动台试验研究,其次,在1层顶隔震的基础上,在下部结构附加了黏滞阻尼器进行下部减震层间隔震结构的振动台试验研究,测定结构的加速度、层间位移及层剪力系数。试验结果表明,下部减震是在层间隔震基础上进一步提高隔震减震效果,降低结构地震响应行之有效的策略。本文还建立了层间隔震结构的有限元模型,将有限元分析结果与试验结果进行了对比。     

支架设备串联隔震振动台试验研究

针对支架-设备串联隔震体系,设计了适用于支架-设备串联体系的隔震装置,该装置在水平向的刚度较小,而竖向的刚度较大,能够抵抗上部电气设备在隔震层产生的倾覆力矩。然后制作支架-设备串联隔震体系试验模型,进行扫频振动台试验。试验结果表明,该支架-设备串联体系隔震装置能延长串联体系的自振周期,有效地减小上部结构的响应,显示出良好的隔震性能,同时该装置无摇摆现象,能够抵御上部电气设备在隔震层产生的倾覆力矩,具有良好的稳定性。     

铅芯夹层橡胶隔震垫基本力学性能研究

本文详细地研究了中国铅芯夹层橡胶隔震垫的基本力学性能。基本力学性能主要包括隔震垫的竖向、水平特性及极限承载能力。竖向性能方面研究了隔震垫的竖向刚度及变形特性;水平性能的研究包括水平有效刚度和阻尼特性;极限承载能力研究包括隔震垫的压缩破坏、拉伸破坏及水平剪切破坏性能。试验研究结果与中国《夹层橡胶垫隔震技术规程》(草案)(1998年)及日本隔震构造协会(1996年)颁布的标准进行比较,结果表明:中国生产的铅芯夹层橡胶隔震垫的基本力学性能完全符合中国和日本隔震协会所颁布的标准。     

大平台多塔楼新型隔震体系的智能磁流变控制

本文将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,研究了这种新型隔震体系的抗震性能,并将磁流变(MR)阻尼器设置于隔震层,探讨了这种新型隔震体系智能磁流变控制的减震效果.文中以北京通惠家园某典型小区为研究对象,建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性.本研究中MR阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,其主控制器采用H2/LQG方法来设计.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以有效地减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.采用MR阻尼器与这种新型隔震体系相结合可以进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.     

弹性地基上四边自由矩形薄板振动分析的Kantorovich法

利用延展的Kantorovich法推导出弹性地基上四边自由矩形薄板振动问题的解析解表达式。由于薄板振动的固有频率和振型都用初等函数表达出来，所以，在计算中不需要人为地选取挠度函数，并且只要进行初等函数的迭代计算，同时计算精度是可以控制的。最后还给出了计算实例来验证本文所采用的方法以及所推导的公式的正确性。     

考虑半刚性连接有侧移钢框架基本周期的计算方法

为分析半刚性连接对有侧移钢框架结构层间抗侧移刚度的影响,推导了考虑采用半刚性连接时,有侧移钢框架层间抗侧移刚度的计算式,利用推导出的计算式计算钢框架层间抗侧移刚度;并利用经验算式计算钢框架的各层水平位移及基本周期。将计算结果与传统的不考虑半刚性连接的柱抗侧移刚度修正系数法计算所得到的结果进行对比分析,可知考虑半刚性连接时,钢框架各层水平位移显著大于不考虑半刚性连接时的情况;采用所提出的方法得到的基本自振周期计算结果是不考虑半刚性连接的1.62倍;因此,对钢框架进行结构性能分析时,半刚性连接的影响应引起足够的重视。     

主被动调谐控制结构动力响应分析与试验

针对地震和风振下结构的振动控制,提出了结构主被动复合调谐控制的策略,以及采用直线电机驱动主动质量阻尼器(active mass damper,简称AMD)、中空橡胶隔震支座作为调谐质量阻尼器(tune mass damper,简称TMD)弹性单元、滑轨作为TMD支撑轨道的主被动复合调谐控制装置实现方法,进行了主被动复合调谐控制对结构动力响应控制的效果及减震机理分析,探讨了反馈响应向量对控制效果、AMD控制力和AMD位移的影响,完成了线性二次高斯算法(linear quadratic Gaussian,简称LQG)控制算法和H2/H∞控制算法时的主被动复合调谐控制结构振动台试验。研究结果表明:结构主被动复合调谐控制能有效减小结构的动力响应,改善TMD的性能;采用直线电机驱动的AMD作为主动控制装置,为防止AMD"飘移",AMD位移应作为目标向量和反馈响应;LQG控制算法总体控制效果优于H2/H∞控制算法。试验验证了提出的主被动复合调谐控制硬件系统方案的可行性,为工程应用提供了支撑。     

塌落振动作用下建筑结构动力响应研究及评估

以某工程为研究对象,开展了一系列塌落振动现场监测,进行了塌落振动对周围建筑结构动力影响研究及评估。首先,通过对实时监测的周边测点数据进行分析,研究塌落振动的传播规律;其次,将测点的加速度作为动力荷载加载到有限元模型,讨论框架结构在不同距离振动波作用下的动力响应及其对楼层的影响规律,并将水平和竖向加速度进行倍频程谱分析,获得1/3倍频程;最后,以振动加速度级为基准,进行结构的振动分析及评估。结果表明,塌落振动作用下周边建筑结构动力强度随振动波的距离增大而减小,随着层数的增加,响应呈放大趋势,且竖向振动均大于水平向振动。