建筑物基础隔震技术的进展

介绍了建筑物基础隔震技术的原理。基础隔震技术是通过设置在结构物底部与基础顶面之间的隔震消能装置,来增加结构的变形能力和滞变阻尼。目前结构基础隔震体系按隔震机理不同划分类型,主要有橡胶垫隔震体系、滑动摩擦隔震体系、复合基础隔震体系等类型。总结了基础隔震技术应用和理论研究的发展,指出隔震技术的未来发展趋势。     

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。     

复合隔震墩性能试验研究

为了在广大农村地区推广基础隔震技术,开发了一种由钢筋和混凝土构成的复合隔震墩并对其进行了试验研究。介绍了该装置的设计制作及工作原理,通过拟静力试验确定其竖向力学性能。并以刚体试块代替刚度较大的砌体建筑物对复合隔震墩进行振动台模拟地震试验,研究复合隔震墩在三维振动情况下的隔震性能,试验结果表明,复合隔震墩吸收了大部分地震能量,刚体试块加速度较输入加速度降低70%以上,减震效果明显,且造价低廉,适合于我国广大农村地区及发展中国家采用。     

应用基础隔震技术的建筑工程造价分析

应用叠层橡胶支座进行基础隔震是目前国内外大力推广的一门建筑抗震新技术。但由于对采用隔震技术后建筑物的工程造价是否会增加缺乏具体的经济技术指标,使得建筑开发商对其推广应用一直持保守态度。选择了位于VIII度区的两个典型工程实例(一例为乙类建筑,另一例为丙类建筑),简要分析了同一建筑物采取不同设计方案(不隔震但抗震设防、隔震使实际设防水平提高、隔震后与未隔震建筑保持相同设防水平等三种不同设计方案)对工程造价的影响及差异。分析数据表明,在同等设防烈度下,基础隔震技术的合理应用可以使被隔震建筑的工程造价与同条件只采用抗震设防的建筑工程造价适当降低。     

我国建筑结构隔震技术的研究和应用

本文首先简要回顾了国外隔震技术的发展历程,重点概述了我国建筑结构隔震技术多年来在研究、应用及技术立法等方面的进展情况.最后从我国的实际出发,对今后国内隔震技术的研究、应用等方面的进一步发展提出了若干建议.     

多向地震作用下隔震配电建筑物的非线性动力反应分析

本文结合我国首例将隔震技术应用于变电建筑物的工程———西安市330kV西北郊变电站110kV配电楼工程,研究隔震结构在多向地震作用下的非线性动力反应,并把计算结果与单向地震作用的结果进行分析比较。结果表明,本工程采用隔震技术是可行的,采用基础隔震措施可有效地控制结构的偏心扭转效应,使屋面层及楼面层的运动规律趋于一致,建筑物整体趋于平动,同时还可显著降低上部结构及电气设备的地震作用,并且在多向地震作用下的结果比单向地震作用时的隔震效果更加合理。目前该工程已竣工投产,本文工作将为隔震技术在电力系统的更广泛应用打下一个良好的基础。     

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。     

基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅱ):系统实现

作为保障工程安全和研究结构灾变机理的重要手段,结构健康监测为研究基础隔震技术在实际工程应用中的问题提供了技术保证。基于"基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅰ):系统设计"中的设计方法,研究某超长基础隔震结构健康监测系统的总体设计、传感器选型与测点布设、数据采集与传输方案及数据库结构设计,并对该系统已获取的监测数据进行初步分析。分析结果表明,该基础隔震结构健康监测系统协调运行状态良好,能实现其预期功能。基于性能状态评价指标对该结构状态进行评价,表明该基础隔震结构性能状态良好。     

减隔震桥梁设计方法及抗震性能研究综述

桥梁作为交通系统中的生命线工程,其抗震性能问题尤为重要。桥梁减隔震技术主要通过减隔震装置来降低结构的地震损伤,目前已发展成为提高强震区桥梁抗震能力的重要措施。为促进减隔震技术在中国桥梁工程领域的进一步发展,首先总结减隔震桥梁的设计方法,归纳其地震反应和震害情况,对采用不同减隔震装置桥梁的非线性动力性能、减隔震效果、地震随机响应、易损性及性能优化方法等研究情况进行梳理;其次,概述减隔震技术在斜交桥、曲线桥及铁路桥梁中的应用情况与研究进展,并介绍新型韧性抗震设计理念在桥梁工程领域中的应用情况和发展前景;最后,总结减隔震桥梁的试验研究情况,指出目前减隔震桥梁研究中的不足和发展趋势。     

超大型混凝土冷却塔基础隔震与层间隔震性能对比研究

为研究隔震技术对超大型冷却塔抗震性能的影响，以某混凝土冷却塔为研究对象，利用SAP2000分别建立基础隔震与层间隔震的冷却塔有限元模型，开展了结构动力特性分析和非线性时程分析，与非隔震冷却塔相比，对比分析了基础隔震与层间隔震的隔震效果。研究结果表明：基础隔震技术与层间隔震技术均能有效地延长冷却塔结构的自振周期，降低结构地震反应，第一阶自振周期延长至近3倍，整体平动模态提前至前两阶，扭转模态提前至第三阶。对比基底剪力，基础隔震的减震性能略优于层间隔震；对比相对位移，喉部以上，基础隔震与层间隔震的冷却塔减震效果基本相同，喉部以下，层间隔震的减震效果优于基础隔震；对比加速度放大系数，塔筒各位置处基础隔震的减震效果均优于层间隔震，支柱位置处，与非隔震冷却塔相比，基础隔震的加速度略有放大。研究结果可为冷却塔的减隔震分析提供参考。     

筒体-环形组合建筑结构安全措施效果研究

由于核电产业的普及、优质地基的减少以及对近断层的研究还不够全面深入,AP1000堆型三代半非能动筒体-环形组合厂房的场址可能面临近场地震动作用,并很有可能选择在非基岩场地建设,因此评估其抗震性能和可靠度十分必要。首次考虑硬土地基和水平位移限制器对结构的双重影响,针对厂房底板基础隔震措施在近场地震动作用下的效果问题,根据ATC-63选取15组远场地震动和14组近场地震动,以材料应变作为损伤指标,对比研究有无隔震装置AP1000堆型筒体-环形组合厂房的地震损伤,论证该建筑结构基础隔震措施在近场和远场地震下的不同作用效果。结果表明,所设计的筒体-环形组合厂房基础隔震措施在近场地震动作用下具有明显的隔震效果,但其效果要小于远场地震动;近场地震动下,有隔震装置厂房第四等级损伤安全度比无隔震装置厂房要小,但仍然满足有关标准的要求,因此其具有在非基岩场地下近断层区域建设的可行性。     

软土地基核电厂房动力响应振动台试验

为了分析软土地基－筏基础核电厂房结构地震反应规律和特征,利用地震模拟振动台开展了软土地基－筏基础－核电厂房动力相互作用问题的试验研究。分别进行了表面水平土体模型和表面凹陷土体模型的运动相互作用试验、地基土－筏基础－核电厂房振动台相互作用试验、核电厂房直接固定在振动台面上的刚性基底振动台试验。试验采用圆形叠层剪切模型箱,地基土模型为某工程场地的均匀粉质粘土,其剪切波速为213 m/s;核电厂房简化为3层框架剪力墙结构模型。试验输入波形为美国核电规范常用的RG1.60反应谱合成得到的人工地震动时程。振动台试验结果对比分析表明:土－结构体系中系统的振动周期和阻尼明显大于刚性基底下结构的振动周期和阻尼;相同地震作用下在土－结构动力相互作用体系中结构加速度明显小于刚性基底下的结构加速度反应;而位移明显大于刚性基底下结构的位移。本文的研究成果可为软土地基建立核岛厂房的适应研究提供参考。     

基于隔震就位连接技术的高层钢框架结构建筑抗震技术研究

以抗震设防7度区的某高层钢框架结构建筑为研究对象,研究基于隔震就位连接技术的高层钢框架结构建筑抗震技术。对研究对象采用抗震就位连接技术,通过在隔震层中设置弹性滑板支座、厚层橡胶隔震支座化黏滞阻尼器等隔震装置提升研究对象自振周期,降低其上部结构受地震作用的影响程度,增强抗震性能。对研究对象进行模态分析与时程分析,结果显示,所研究隔震技术在显著提升研究对象自振周期,使其摆脱场地特征周期的同时,也能够延缓扭转振型的形成,显著降低地震作用对研究对象上部结构的影响,说明所研究技术的运用具有较好的抗震效果。     

高温气冷堆核电厂建筑结构采用不同有限元模型的模态分析对比研究

建立有限元模型是核电厂建筑结构模态分析的重要前提。本文以某高温气冷堆核电厂建筑结构为原型，在分析方法相同的前提下，建立2种不同模型（Solid模型和Shell模型），并对这2种模型进行模态分析。重点分析、对比2种模型的自振频率和振型图，计算分析表明:Solid模型与Shell模型相比，计算得到的结构自振频率值较高，但两者的差异很小，前30阶自振频率相对误差小于3.4%；2种模型的计算结构振型基本一致。研究结果可为核电厂抗震性能分析和设计提供参考。     

Seismic demands on secondary systems in base‐isolated nuclear power plants

Numerical models of a sample nuclear power plant (NPP) reactor building, both conventionally constructed and equipped with seismic protective systems, are analysed for both safe shutdown and beyond‐design‐basis earthquake shaking at two coastal sites in the United States. Seismic demands on secondary systems are established for the conventional and seismically isolated NPPs. The reductions in secondary‐system acceleration and deformation demands afforded by the isolation systems are identified. Performance spaces are introduced as an alternate method for evaluating demands on secondary systems. The results show that isolation systems greatly reduce both the median and dispersion of seismic demands on secondary systems in NPPs. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于烈度指标的核电厂地震预警停堆参数研究

核电厂在遭遇超设计基准地震时需要考虑安全停堆,以避免造成核泄漏事故。采用地震动的峰值加速度参数(PGA)作为判别停堆的参数具有一定的局限性,PGA参数不能反映地震动的频谱和持时特征,因而可能引起不必要的停堆。针对此问题,基于我国本土大量实际强震记录,遴选出7种典型的工程相关地震动参数,进而基于地震烈度指标,分析发现地震动的标准累计绝对速度参数能更好地表征地震对核电厂的整体潜在破坏能力,适合作为判别停堆的参数,然后提出两种确定预警参数阈值的方法,最终建议考虑我国强震数据特征的核电厂判别停堆的预警参数阈值,为我国核电厂的地震安全停堆参数的确定提供了参考。     

AP1000抗震分析与设计特点研究

对AP1000抗震分析与设计的主要特点进行分析,并将这些特点同现有核电站的设计状况和我国潜在厂址的情况进行对比.研究侧重于抗震分类、抗震设防水准及设计地震、地基岩土条件、抗震裕度分析等几个主要方面.通过研究,把握AP1000抗震分析与设计的主要特点,对其设计特点和适应性加深理解,并提出需要继续跟踪研究和关注的问题.研究成果可以为后续研究和AP1000堆型的工程引进提供参考和基础素材.其中关于抗震裕度分析的研究内容对于在我国开展在役核电厂的地震安全评估和3级PRA分析亦有借鉴意义.     

考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究

在核电站中:核电设备通过不同的固定条件与结构相连,地震作用时设备与结构动力相互作用复杂,为分析核电设备多维地震响应并鉴定其抗震性能,进行了考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究。振动台试验进行了5次运行基准地震和1次安全停堆地震的动力时程激振,以及试验首末2次动力特性测试。试验结果表明:不同固定条件会影响核电设备多维地震响应的加速度峰值、反应谱特性和动力放大系数,与设备直接固定于振动台相比,将核电设备悬挂固定于剪力墙再与振动台连接的固定条件,改变了设备反应谱特性,且放大了响应的加速度峰值,具有显著的动力放大效应,使核电设备多维地震响应更为强烈。因此,对此类固定条件的核电设备,在产品设计及安装固定时要充分考虑动力放大效应,以提高设备的抗震韧性。抗震试验前后,核电设备功能运行正常,结构完整性好,抗震性能满足要求。     

Study on Site Specific Design Earthquake Ground Motion of Nuclear Power Plants in China1

The main technical backgrounds and requirements are introduced with regard to earthquake ground motion design parameters in several domestic and American standards,codes and guides involved in the seismic analysis and design activities of nuclear power plants in China.Based on the research results from site seismic safety evaluation of domestic nuclear power plant projects in the last years,characteristics and differences of site specific design spectra are analyzed in comparison with standard response spectra,and the suitability of standard response spectra for domestic nuclear power plant projects is discussed.