新型三维隔震墩隔震单元参数设计研究

竖向地震作用对结构的影响不容忽视,如何有效的同时减小竖向与横向地震作用具有现实意义,三维隔震墩能够同时隔离水平及竖向地震作用,但其设计理论并不完善,如何确定合适的弹簧参数从而达到理想的水平与竖向隔震效果并不明确。本文推导了螺旋弹簧竖向刚度及考虑轴向荷载和水平荷载时弹簧的水平刚度公式,基于弹簧力学特性提出了隔震单元参数设计方法以及各参数取值范围。研究表明:弹簧自由长度与中径之比在[1.6 2.61]之间时弹簧不会发生失稳现象且弹簧水平刚度随竖向位移增大而减小;弹簧中径及自由高度越大、材料直径在满足强度的情况下隔震效果越好。本文对1栋8度设防的隔震结构进行隔震单元设计并进行时程分析,结果表明:竖向减震系数为0.6,水平减震系数小于0.4,隔震效果显著。     

复合隔震墩隔震性能的振动台试验研究

通过对农村民居特点的研究,提出一种新型、经济、简单、可靠的隔震技术—钢筋-沥青复合隔震墩.根据相关理论设计了相应的隔震墩试件.通过地震模拟振动台试验输入E1 Centro和Taft地震动与结构地震反应的对比,研究了钢筋-沥青复合隔震墩模型的振动特性.试验结果表明,隔震墩加速度折减系数在0.34 ～ 0.55之间,可有效...     

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。     

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。     

摩擦-碟簧三维复合隔震支座的性能试验研究

对适用于大跨结构的摩擦-碟簧三维复合隔震支座进行了振动台试验研究,该支座在水平向和竖向分别采用摩擦滑移装置和碟型弹簧隔震。在水平向,试验重点测试了简谐激励和地震动激励下支座的滞回性能,考察了竖向荷载变化及地震动强度对隔震性能的影响,以期为建立水平隔震理论模型提供依据;在竖向,对碟型弹簧的等效阻尼比和等效刚度进行了测试,研究了竖向预压荷载和动力荷载对竖向滞回性能的影响。结果表明,复合隔震支座在水平向和竖向均具有较好的滞回性能,竖向等效阻尼比在0.10～0.15间,且随着预压荷载的增加而增大。     

三维隔震系统振动台实验研究

针对目前隔震体系尚不能减小竖向地震反应的缺陷,提出并研制了采用碟形弹簧的竖向半主动隔震装置。竖向半主动隔震装置是由碟形弹簧和外套油缸组成的,且由电磁阀控制油缸内油体与外接蓄油箱内油体间的油路,可实现竖向半主动隔震控制,提出了竖向隔震控制的半主动策略,结合水平隔震支座可实现三维隔震。通过振动台地震模拟实验,验证了三维隔震体系的效能,该研究对高烈度地区隔震技术的改善具有应用参考价值。     

浮放文物三维减隔震装置研究

基于滑移摩擦支座、黏滞阻尼器和复位弹簧的各自力学性能特点,设计研发出一种新型三维减隔震装置。介绍了该三维减隔震装置的组成构造,并以馆藏浮放文物为研究对象,对该三维减隔震装置的力学性能设计参数进行设计。研究结果表明:该三维减隔震装置具有构造合理,传力机制明确等优点,在水平和竖向都能够具有适宜的隔震刚度和阻尼耗能性能,并且,具有良好的震后复位功能和整体稳定性。     

一种新型三维隔震支座的试验研究

通过研究三维隔震支座与二维隔震支座力学性能的相关关系,对传统的蝶形弹簧改进,并将改进后的新型蝶形弹簧通过对合叠合的方式组成蝶形弹簧竖向隔震支座,与普通橡胶支座通过串联的方式组合成一个新型的三维隔震支座。对二维天然隔震橡胶支座(LNR)、碟形弹簧竖向隔震支座、三维隔震支座分别进行了水平方向和竖向力学性能试验,分析了独立状态下的二维隔震支座与三维隔震支座相互之间力学性能的关系,并对其规律进行了归纳和总结。试验结果表明:竖向弹簧片支座的竖向刚度随压应力的增加呈线性变化;在低频率情况下频率对其竖向刚度影响不大;三维隔震支座的水平刚度相对于独立状态下的LNR会略有降低;LNR对三维隔震支座的整体竖向刚度的影响不大。     

一种墩底隔震高架桥梁结构体系

基于可快速修复的理念,提出一种墩底隔震的城市高架桥梁结构体系。探讨了新型结构体系的设计原则、施工难点和独特的抗震构造措施。以某高架桥为实例,将新型体系和传统的墩顶隔震体系进行对比研究。结果表明:与墩顶隔震体系相比,新型体系的支座位移和桥墩最大弯矩基本相同,但是对桩基的抗震要求有很大程度的降低;新型体系的整体性更好。     

高层隔震建筑三维地震响应

对某高层框架－筒体结构进行了三维有限元时程分析，考虑了基础夹层橡胶了隔震垫的弹塑性特性和粘滞阻尼，分析了结构在地震波作用下的动力响应，为高层建筑中推广应用基础隔震技术提供了理论依据。     

多层钢结构基础隔震性能研究

本文用算例按基底剪力法,振型反应谱法和时程分析法分析了多层基础隔震钢结构和多层钢筋混凝土结构及其对应的非隔震结构的地震力和层间剪力。     

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。     

新型组合隔震支座设计与性能研究

在已有研究基础上,为提高摩擦型组合隔震支座变形能力、改进各摩擦组件位移协调性,建立实体化和参数化计算模型,对新型三段两级摩擦组合隔震支座进行构造及内力分析研究,使用ABAQUS软件对摩擦阻尼器和组合隔震支座进行实体有限元模拟。针对设置常规隔震支座和新型组合隔震支座的某隔震结构案例进行建模及非线性时程地震响应分析,推导组合隔震支座出力和构造参数的关系。研究结果表明,文章所采用的摩擦阻尼器参数化建模方法是准确的,新型组合支座可明显降低支座拉应力,减小隔震层位移,提高结构抗倾覆能力。文章提出的针对摩擦阻尼器的简化单元可大幅提高有限元模型的计算效率。     

建筑用铅芯橡胶隔震支座温度性能研究

详细研究了建筑隔震结构中铅芯橡胶隔震支座的温度特性。内容包括三个方面：首先是一定温度条件下进行的温度相关性试验，温度范围由—20℃至40℃；其次进行了高温燃烧并经冷却后的基本性能及界限性能试验；最后研究完成了恒温100℃状态下老化185小时和240小时的长期性能试验。在试验结果的基础上，提出了支座屈服后刚度及屈服荷载的温度修正方程。     

摩擦板与弹簧协同隔震的性能研究

从理论上分析了干摩擦板-复位弹簧隔震系统的隔震性能,根据拉格朗日方程推导了结构无隔震系统、地下室顶板与基础顶面分别设置隔震系统地震动力反应分析计算公式。分析与计算结果表明:结构设置减震系统后楼层位移、层间位移、速度及加速度明显减小。在基础顶面设置隔震系统比地下室顶板设置隔震系统具有较好的隔震效果。     

软土场地基础隔震建筑减震性能研究

本文研究土与结构相互作用(SSI)对多层及中高层基础隔震建筑地震需求及隔震效率的影响规律,隔震层采用LRB铅芯橡胶与LNR普通橡胶隔震支座组合,就我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中软土场地设置隔震层问题做探讨。提出土与基础隔震结构相互作用的简化计算模型,对不同场地及隔震设计目标下的多层及中高层基础隔震结构进行时程分析。研究表明:软土场地基础隔震建筑隔震层的有效隔震效率相对于硬土场地有所下降,必须通过设置具有一定规格的LRB支座来满足隔震目标。本文给出了铅芯橡胶支座极限变形需求随建筑层高及隔震目标变化的规律。     

钢管混凝土短柱支座隔震性能研究

本文提出一种钢管混凝土短柱隔震支座座，通过伪静力试验测定了短柱支座的恢复力特性，给出了有关恢复力的某些特征参数的表达式；对一座廿层砌体主房屋进行了非线性地震反应分析，考察了短柱支座的特性及其隔震效果；通过模型振动台试验，进一步验证了短柱支座的耳震效果和计算模型的准确性。     

多层异型柱框架结构隔震性能的试验研究

对一栋１：６比例的５层基础隔振异型柱框架结构模型进行了地震模拟振动台试验研究。试验与理论分析表明，对这种轻型框架结构体系使用基础隔震技术，可以大大减小结构的地震反应，从而使上部结构可参照基础隔震普通框架结构的设计方法进行内力计算，达到既提高抗震性能，又降低工程造价的目的。