新型滑移隔震结构模型的振动台试验研究

利用实体软钢棒作为消能限位装置,将一种摩擦性能优良的二硫化钼材料作为隔震支座的滑移材料,提出并制作了一种可以应用于框架结构既能隔震又可以消能的新型摩擦滑移隔震装置。探讨了其设计方法和应用方法,并对安装了该新型摩擦滑移隔震装置的一相似比为1:5的5层框架结构模型进行了振动台试验,测试了框架结构在单向地震波作用下的地震反应规律,分析了摩擦滑移隔震结构的加速度反应、层间剪力反应、隔震层滑移量及隔震层剪力的变化规律。结果表明:一般情况下当设防烈度为8度,Ⅱ类场地时,该隔震结构的加速度响应可降低50%左右,层间剪力响应可降低50%左右,减震效果比较明显。另外,只要确定合理的构造方案和实施方案,这种新型摩擦滑移隔震装置就能满足框架结构的隔震减震要求,可应用于实际工程结构中。     

高层隔震结构非线性地震响应分析及设计方法研究

高层隔震结构的分析理论和设计方法是目前隔震技术向高层建筑推广的2个关键理论问题。本文以高烈度区宿迁市已经竣工的高层隔震建筑阳光大厦为工程实例,对高层隔震结构的非线性地震响应分析方法进行了研究,包括隔震支座竖向不同拉压刚度的模拟、各种类型的隔震支座水平力学特性的准确模拟,以及不同地震动输入方式和输入角度对隔震支座受拉情况的影响分析等;在此基础上,对隔震层的设计方法进行了分析,提出了隔震层设计的基本原则,进而给出了控制隔震层设计的基本指标,包括隔震支座的长期面压、极值面压、隔震层偏心率等;最后,对高层隔震结构的相关构造要求进行了必要的说明。     

隔震结构地震波选择方法研究

隔震结构的设计一般是采用时程分析算法进行的,故选择合适的地震波十分重要。而目前设计人员往往依据隔震前模型进行隔震设计,存在一定的不合理性。本文依据隔震前和隔震后两种不同的选波模型和对地震波反应谱控制频段的不同提出三种选波方案:方案一为对所选地震动的加速度反应谱在场地特征周期Tg附近的平台段和隔震前结构基本周期T1a所在下降段的控制;方案二为对在Tg附近的平台段和隔震后结构基本周期T1b所在下降段的控制;方案三为对所选地震动的加速度反应谱在Tg附近的平台段和隔震前、后两结构基本周期段的分别控制。通过对某五层混凝土框架隔震结构分别输入三种方案所选的20条地震动记录,对比隔震结构的水平向减震系数的离散性,分析罕遇地震作用下支座位移的合理性,证明方案三可以取得最优的计算结果,并提出一种基于规范设计反应谱不同频段的三频段控制选波方法。此外选取5个不同结构形式的工程算例验证三频段控制选波方法对于一般结构的适用性。     

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.     

高层隔震建筑设计中隔震支座受拉问题分析

高层建筑由于高宽比相对较大,倾覆效应明显,当采用隔震技术时,有可能使隔震支座出现拉应力,而通常使用的叠层橡胶隔震支座抗拉能力不强。因此,隔震支座受拉问题成为隔震技术在高层建筑中推广应用的主要障碍之一。本文提出了避免隔震支座受拉的上部结构布置原则及隔震层优化设计方法,并对目前隔震支座拉应力计算方法提出了改进建议。本文的研究工作可为工程设计提供借鉴,为隔震设计相关规范的修订提供依据。     

核电结构三维隔震研究

三维隔震对保护核电厂结构和内部设备设施安全具有重要意义。首先,设计了一种三维隔震控制系统,该系统包括水平隔震层和竖向隔震层,在竖向隔震层中设置抗摇摆装置以达到控制结构摇摆反应。其次,对三维隔震模型进行了振动台试验验证,振动台试验结果表明,该系统能有效减小上部结构地震响应。最后,对核岛厂房采用三维隔震技术进行了讨论,分析了强震作用下核岛厂房三维隔震结构反应特征。     

叠层橡胶垫基础隔震建筑结构设计方法与应用

简要概括了国内外叠层橡胶垫基础隔震技术的应用发展状况，介绍了隔震结构的各种反应分析模型，对隔震结构设计分析方法进行了讨论，提出了有益的建议，并指出了在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）关于隔震结构的简化计算方法中存在的诸多不足。结合我国的隔震技术应用现状，引入了两阶段设计法的概念。此方法将有利于提高设计质量，减少设计周期。     

基础隔震结构在竖向荷载作用下的内力分布特点

以一个3跨4排柱建筑为例,对非隔震结构和隔震结构在竖向荷载作用下的内力分布特点进行了对比研究,其中考虑了隔震层顶部梁板结构的荷载、刚度以及结构的梁柱刚度比等因素的影响.研究中发现,与非隔震结构相比,隔震结构一层柱子的柱端弯矩明显增大,隔震层顶部梁的梁端弯矩与其倚载成正比等规律.同时提出了基于非隔震结构的隔震结构在竖向荷载作用下内力的计算方法和“隔震影响系数”的概念.即,隔震结构的内力等于非隔震结构的内力乘以“隔震影响系数”.其中还进一步对“隔震影响系数”的影响因素进行了定量研究,得出了“隔震影响系数”的计算公式.本文所提出的计算方法与隔震结构在水平地震荷载作用下的内力计算方法思路一致,因此,该方法也进一步完善了隔震结构的设计理论.     

中日基础隔震建筑抗风设计方法对比研究

根据中国GB/T 51408—2021《建筑隔震设计标准》(简称中国隔标)和日本《隔震建筑物的抗风设计指南》(简称日本指南)等相关规范,从抗风设计目标、风荷载、风致响应计算和安全性评价等方面对两国基础隔震建筑抗风设计方法异同进行比较,并分别按两国规范对一基础隔震建筑进行顺、横风向抗风设计与分析,进一步说明两国设计方法的差异。分析研究表明：中国隔标和日本指南均采用舒适度和安全性两阶段设计,但舒适度和安全性设计风荷载的重现期不同,前者为10 a和50 a,后者为1 a和500 a;舒适度验算,中国隔标采用与频率无关的加速度限值,而日本指南采用与频率相关的加速度限值,且考虑感知概率;安全性阶段隔震层极限状态,中国隔标限制在弹性范围内,日本指南则允许进入塑性状态;中国隔标与日本指南对台风影响的考虑、脉动风速谱和等效风荷载计算方法均不同;风响应计算与安全性评价,中国隔标采用弹性方法验算隔震层位移在弹性范围内,不需任何安全性评价,但易出现隔震与抗风不协调,需采用变刚度抗风装置调整设计等措施;日本指南采用由隔震层和隔震构件剪力与屈服力的关系分为3个等级的弹塑性方法,根据不同安全性评价项目采取相应的评...     

钢筋沥青隔震层弹塑性设计研究

钢筋沥青隔震层施工简便、造价低廉,且具有较好的隔震性能,解决了广大村镇地区低矮房屋抗震能力普遍不足的缺点。但其工程设计方法尚不完善,如何进行隔震层弹塑性设计才能达到最好的隔震效果,目前尚不明确。本文介绍了钢筋沥青隔震层的构造,推导了隔震层竖向钢筋不发生第一类失稳和第二类失稳的条件,探讨了各设计参数的取值范围,提出了一种弹塑性设计思路:二阶段试算法。为便于该设计方法的应用,本文对一栋两层的砌体结构房屋进行了工程设计,验证该设计方法的适用性和可靠性。研究表明:合理使用该方法进行设计,水平减震系数可在0.5以下。