基于隔震结构Benchmark模型的隔震层刚度分布分析研究

在隔震结构Benchmark模型的基础上,建立了相应的动力反应计算方法及计算程序,并在理想化隔震层刚度布置的情况下研究了隔震层水平刚度分布对基础隔震结构地震响应的影响.通过针对Benchmark模型设计的3种隔震方案的计算结果比较表明:当隔震层刚度中心靠近结构质心时,能显著降低结构的扭转反应,但同时增大了水平位移分量.文中在隔震结构Benchmark模型上建立的计算方法和结论为隔震体系计算和隔震方案设计提供了可靠的依据和途径.     

抗震与减震结构的能量分析方法研究与应用

本文总结了抗震,减震结构能量分析方法的研究及其在设计中的应用情况,包括能量垢要领和原理,结构能量反应方程的建立、地震动总输入能量及结构各部分能量的分析,计算方法及其影响因素,并对能量分析方法与设计方法在抗震,隔震及耗能减震结构体系中的应用做了介绍,提出了该方法在今后研究与应用中应注意的若干问题。     

基于能量的高层建筑分段隔震体系参数优化

针对带转换层复杂高层建筑抗震性能较差的缺点,提出新型的分段隔震体系.本文从随机振动理论和能量平衡原理出发,建立了基于能量的分段隔震结构被动控制参数优化方法.通过MATLAB编程对算例进行多工况参数分析,获得了控制参数对隔震层与地震总输人能量的比值的影响规律:中间隔震层位于结构中部附近时,存在最优频率比和阻尼比使得隔震层...     

基础隔震体系加速度反应的频率特征分析及动态参数的选取

本文在文献（１），（２）建立的基础隔震体系实用计算模型的基础上，提出了几种上部结构加速度反应的计算量，并获得了这几种速度计算量的传递函数及频率特征曲线，由此，提出了基础隔震垫动态参数的选取方法，本文方法合理，实用，可靠，对建立基础隔震体系实用设计计算方法具有一定的意义。     

组合基础隔震在建筑工程中的应用

隔震作为一种新的抗震技术,已广泛应用于新建和加固的建筑工程,同时,许多新型式的支座得到了开发和应用。组合基础隔震是一种新的隔震设计思想,能充分应用不同类型隔震支座的特性,有效降低上部结构地震反应。本文介绍了组合基础隔震在某一工程中的应用,工程中使用的支座包括普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座和弹性滑板支座三种类型,对全部使用支座进行了常规检测,结构计算采用等效线性法、能量包络法和时程反应分析等方法,计算结果表明:组合基础隔震能有效降低上部结构的反应,隔震层的变形控制在安全范围之内。     

基于能量原理的阻尼器隔震结构地震响应预测

建立在地震作用下设置阻尼器的基础隔震结构在最大地震响应时刻的能量平衡方程,给出了结构隔震支座和阻尼器的能量表达式,演算了基于能量平衡的设置阻尼器的基础隔震结构的地震响应预测式.选用人工地震波和天然地震波,利用时程分析法的解析值验证了地震响应预测式的精度,比较研究了仅设置粘性阻尼器和同时设置粘性阻尼器和滞回阻尼器的基础隔震结构的抗震性能.研究表明:对于不同的输入地震波,能量法的地震响应预测值包络了多数时程分析的结果,能较好地预测基础隔震结构的地震响应值.在基础隔震结构设计中,建议在隔震层同时设置粘性阻尼器和滞回阻尼器,粘性阻尼器的阻尼比在0.3 ～0.4之间.     

设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座框架结构地震响应分析

抗拔型三重摩擦摆隔震支座是一种新型隔震支座。以框架结构为例,利用ANSYS软件建立了6层和10层普通抗震结构和带该支座的基础隔震结构模型;通过模态分析,得到了结构的自振周期;通过地震响应分析,提取了6层框架隔震层和顶层的位移、加速度和剪力时程曲线,并提取了不同层数不同结构类型的各层间位移、加速度幅值。结果表明：与抗震结构相比,基础隔震结构周期显著增大;隔震结构的变形主要集中在隔震层,隔震层以上的结构基本为整体平动,结构的地震位移反应得到了有效的减小;采用抗拔型三重摩擦摆隔震支座能降低结构地震加速度反应;设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座的多层数隔震结构的能量衰减不如低层数的隔震结构迅速。     

隔震换能结构体系的能量分析

将换能器安装在隔震结构的隔震层处,由结构和换能装置构成隔震换能结构体系,它既可以将地震输入给结构的部分能量转换成液压能,实现地震能量的转换,又能减小隔震层的水平位移,降低对隔震层的技术要求,降低造价。本文详细研究地震输给隔震换能结构体系的能量在体系各部分的分配,并与普通隔震结构对比,从能量的角度揭示隔震换能体系的换能控制原理。     

农居工程地基砂垫层隔震体系性能试验研究

砂垫层具有取材方便、造价低、施工简便的特点,为了更好地在农居工程建设中推广应用地基砂垫层隔震技术,通过制作农村房屋结构模型,进行地基砂垫层隔震体系与无隔震体系的大型振动台试验,研究了地基砂垫层隔震体系的隔震性能。基于结构加速度反应、结构位移反应和结构应变反应三个方面,对比分析无隔震试验和地基砂垫层隔震试验的结果,研究地基砂垫层隔震体系的隔震性能。结果表明:地基砂垫层隔震体系能够有效地减小上部结构的地震加速度反应、层间位移反应和应变反应,具有良好的隔震效果;输入地震动的量级是影响地基砂垫层隔震体系隔震效果的一个重要因素。     

层间隔震技术评述

层间隔震结构是隔震技术的新发展,它将隔震层设置在建筑物某层柱子和楼板之间进行结构的地震反应控制。层间隔震结构在减震机理、振动特性以及设计方法等诸多方面有别于基础隔震结构和屋盖隔震结构。本文对层间隔震结构的适用范围、优点以及其在实际工程中的应用情况进行了综述,最后,指出了层问隔震结构需要进一步研究的问题。现有的研究成果和工程应用情况表明,层间隔震结构具有明确的减震效果,施工方便,是一种具有发展前途的减震体系。     

基于结构能量分析的抗震设计新方法的研究

概要介绍了多自由度结构能量分析方法，根据单自由度体系得到的输入能量谱，研究分析了多自由度与单自由度输入能量和耗能的等效性问题，并对一座钢筋混凝土框架结构算例进行了能量计算，对计算结果进行了分析，为能量分析设计方法应用于结构抗震设计进行有益的探索。     

耗能减振结构的抗震设计方法

本文基于国内外耗能减振装置的性能试验和耗能减振结构的计算研究并结合我国正在修订的建筑结构抗震规范。提出了耗能减震结构抗震设计的统一方法。首先,提出了速度相关型线性耗能器和滞变型耗能器等效阻尼和刚度的计算方法;其次,通过大量的计算比较,研究了耗能减振结构非交阻尼阵强行解耦的精度和实际应用的可行性,提出了在结构地震反应分析了振型分解反应谱法中耗能器可统一归结为结构附加振型阻尼比的方法;第三,通过耗能减     

非线性黏滞阻尼减震结构基于位移的设计方法

结合我国抗震设计规范,提出非线性黏滞阻尼减震结构基于位移的设计方法.根据减震结构的特点,将其性能划分为使用良好、人身安全和防止倒塌3个水平,并用层间位移角限值予以量化;以简化的方法计算非线性黏滞阻尼器的等效阻尼比.在此基础上将结构转化为等效单自由度体系,利用基于位移的设计方法对非线性黏滞阻尼减震结构进行设计,通过算例,介绍用该方法对框架结构进行非线性黏滞阻尼减震设计的设计过程.实例分析表明,提出的非线性黏滞阻尼减震结构基于位移的设计方法是可行的,并且与时程分析得出的平均结果吻合较好,而且该方法简单实用,便于操作,能够控制减震结构在不同强度水准地震作用下的性能.     

消能减震结构设计参数研究与试验验证

本文就消能减震结构设计参数,即消能部件的支撑刚度、层间最大阻尼力与结构层间屈服力比值等恢复力模型参数的选取进行了讨论。通过对消能装置的耗能特性理论分析,导出了消能装置产生的层间等效阻尼比与这些参数的关系曲线,建议了这些参数的合理取值范围。同时通过对两个消能减震试验结果的分析,验证了本文建议的参数取值的合理性。     

设置黏滞阻尼器的钢结构实用减震设计方法

黏滞阻尼器作为一种有效的消能减震装置,已在钢结构建筑中得到了大量应用.然而由于钢结构的延性和阻尼特征,实用的钢结构附加黏滞阻尼器设计方法仍需深度探讨.文中提出一种基于黏滞阻尼器延性需求的减震设计方法.首先,根据钢结构需求量化层间位移角性能目标及目标附加阻尼比,计算黏滞阻尼器延性需求,并确定黏滞阻尼器布置数量、进行控制效...     

An energy-based methodology for the assessment of seismic demand

A methodology for the assessment of the seismic energy demands imposed on structures is proposed. The research was carried out through two consecutive phases. Inelastic design input energy spectra for systems with a prescribed displacement ductility ratio were first developed. The study of the inelastic behavior of energy factors and the evaluation of the response modification in comparison with the elastic case were performed by introducing two new parameters, namely: (1) the Response Modification Factor of the earthquake input energy (R_E), representing the ratio of the elastic to inelastic input energy spectral values and (2) the ratio α of the area enclosed by the inelastic input energy spectrum in the range of periods between 0.05 and 4.0 s to the corresponding elastic value. The proposed design inelastic energy spectra, resulting from the study of a large set of strong motion records, were obtained as a function of ductility, soil type, source-to-site distance and magnitude.Subsequently, with reference to single degree of freedom systems, the spectra of the hysteretic to input energy ratio were evaluated, for different soil types and target ductility ratios. These spectra, defined to evaluate the hysteretic energy demand of structures, were described by a piecewise linear idealization that allows to distinguish three distinct regions as a function of the vibration period. In this manner, once the inelastic design input energy spectra were determined, the definition of the energy dissipated by means of inelastic deformations followed directly from the knowledge of hysteretic to input energy ratio.The design spectra of both input energy and hysteretic to input energy ratio were defined considering an elasto-plastic behavior. Nevertheless, other constitutive models were taken into account for comparison purposes.     

Merging energy‐based design criteria and reliability‐based methods: exploring a new concept

This paper examines the potential development of a probabilistic design methodology, considering hysteretic energy demand, within the framework of performance‐based seismic design of buildings. This article does not propose specific energy‐based criteria for design guidelines, but explores how such criteria can be treated from a probabilistic design perspective. Uniform hazard spectra for normalized hysteretic energy are constructed to characterize seismic demand at a specific site. These spectra, in combination with an equivalent systems methodology, are used to estimate hysteretic energy demand on real building structures. A design checking equation for a (hypothetical) probabilistic energy‐based performance criterion is developed by accounting for the randomness of the earthquake phenomenon, the uncertainties associated with the equivalent system analysis technique, and with the site soil factor. The developed design checking equation itself is deterministic, and requires no probabilistic analysis for use. The application of the proposed equation is demonstrated by applying it to a trial design of a three‐storey steel moment frame. The design checking equation represents a first step toward the development of a performance‐based seismic design procedure based on energy criterion, and additional works needed to fully implement this are discussed in brief at the end of the paper. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Estimation of hysteretic energy demand using concepts of modal pushover analysis

Hysteretic energy dissipation in a structure during an earthquake is the key factor, besides maximum displacement, related to the amount of damage in it. This energy demand can be accurately computed only through a nonlinear time‐history analysis of the structure subjected to a specific earthquake ground acceleration. However, for multi‐story structures, which are usually modeled as multi‐degree of freedom (MDOF) systems, this analysis becomes computation intensive and time consuming and is not suitable for adopting in seismic design guidelines. An alternative method of estimating hysteretic energy demand on MDOF systems is presented here. The proposed method uses multiple ‘generalized’ or ‘equivalent’ single degree of freedom (ESDOF) systems to estimate hysteretic energy demand on an MDOF system within the context of a ‘modal pushover analysis’. This is a modified version of a previous procedure using a single ESDOF system. Efficiency of the proposed procedure is tested by comparing energy demands based on this method with results from nonlinear dynamic analyses of MDOF systems, as well as estimates based on the previous method, for several ground motion scenarios. Three steel moment frame structures, of 3‐, 9‐, and 20‐story configurations, are selected for this comparison. Bias statistics that show the effectiveness of the proposed method are presented. In addition to being less demanding on the computation time and complexity, the proposed method is also suitable for adopting in design guidelines, as it can use response spectra for hysteretic energy demand estimation. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

工程结构粘弹性消能支撑型式及设计参数的研究

针对工程中的实际需要,提出一些新型的粘弹性消能支撑型式,分析了它们的受力特点,推导了消能支撑变形的表达式,并给出了其控制力的计算公式;最后,研究了影响结构消能效果的设计参数,给出了设计参数合理的取值范围。