近场高烈度区某高层筒体结构组合隔震设计的分析

位于高烈度区且靠近断层的高层建筑结构,其相关抗震设计需要考虑较大的水平和竖向地震荷载,使得传统、单一的隔震方案难以满足规范的要求。鉴于此,针对西昌市靠近断层的某筒体结构提出了一种叠层橡胶支座加黏滞阻尼器的组合隔震设计方案,即在隔震层布置黏滞阻尼器以控制结构在罕遇地震作用下的位移。与此同时,为了满足结构的功能使用要求,将外部框架以及内部核心筒(除去电梯井)在零标高处进行隔震设计,而电梯井则下沉至基础底部加以隔震。通过弹塑性时程分析,研究结果表明：相比非隔震结构,采取组合隔震设计的框筒结构在设防地震作用下,其X、Y向的最大层间剪力分别减小72.37%和79.63%,水平向减震系数为0.35,满足抗震措施降低一度的要求;在罕遇地震作用下,其X、Y向的最大层间位移角分别减少81.06%和76.38%,隔震橡胶支座的拉压应力均在规范允许范围内,且铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器均进入耗能阶段,滞回曲线较为饱满,进而验证了该组合隔震设计的合理性。     

高烈度区高层隔震结构抗拉处理方法研究

介绍了高层隔震结构抗倾覆计算方法,提出了高烈度区高层隔震结构抗拉处理方法,给出了其在ETABS软件中的模拟方法。通过实例对高烈度区高层非隔震结构和隔震结构的不同模型进行了动力时程分析。分析结果表明：各隔震结构模型周期基本相同,说明抗拉处理方法模拟是可行的;对于高烈度区高层隔震结构,当隔震支座出现拉力时,直接采用软件的单元进行模拟是不够合理的,应采用组合单元进行模拟;抗拉装置能较好地发挥抗拉的效果,避免隔震支座出现受拉情况。     

高烈度设防烈度下高层框剪隔震体系地震反应计算分析研究

在高烈度区高层框剪结构引入隔震技术,其目的是尽量减小地震荷载,增大结构处在弹性变形的适应范围,使抗震阶段的设计目标更易于实现和确保。将隔震体系简化分析模型引入高层框剪隔震体系,研究隔震支座厚度变化对框剪隔震体系地震反应的影响,并在高烈度设防烈度地震下进行结构动力时程分析。计算结果说明:加高隔震支座厚度,可以在一定程度上减小框剪隔震体系的地震荷载。设防烈度地震下,8度时上部结构自振周期为1~2s的框剪隔震体系完全能满足现行规范位移限值要求,8.5度上部结构自振周期为1~1.4s的框剪隔震体系也能满足现行规范位移限值要求,在9度时一般无法满足设计要求。     

隔震技术在高烈度区剪力墙结构中的应用研究

对于近断层处高烈度区高层剪力墙结构，传统设计难以解决墙体太厚、配筋太大等难题。为研究在考虑近断层影响下高烈度区剪力墙住宅采用隔震设计的技术可行性，采用隔震设计对某剪力墙结构工程进行全面分析。对比分析常规剪力墙结构方案及增设橡胶隔震支座的隔震方案，分析结果表明，隔震方案较常规方案前3阶结构自振周期延长约3倍，从而有效减小了上部结构的地震作用；在设防烈度地震作用下，结构水平向减震系数为0.281，上部结构所受水平地震作用和抗震措施可按降低一度进行设计；罕遇地震作用下隔震支座性能稳定，上部结构基本处于弹性工作状态。研究结论可为隔震支座设计和进一步研究提供参考。     

西昌市某高层剪力墙结构隔震设计与分析

针对西昌市某高层钢筋混凝土剪力墙结构进行了橡胶支座隔震设计和抗震性能分析。西昌市抗震设防烈度为9度,历史上曾发生过7.5级地震。该工程场址地质构造较复杂,东侧区域有一条隐伏断层,属则木河断裂带次生断层。则木河断裂带是川西主要发震断裂带之一,至今仍是一条活动较强烈的大断裂。按照《建筑抗震设计规范》(2016版)要求,取近场影响系数1.5,以提高结构的安全度;选取Ⅱ类场地5条天然地震波和2条人工模拟地震波,共计七条符合规范要求的地震波;基于SAP2000软件对结构进行了隔震设计,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.24,比非隔震结构地震响应减小显著,罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

高层隔震结构扭转分析

为研究高层隔震结构在地震作用下的扭转效应,用Etabs软件建立1个高层抗震结构和4个具有不同扭转特性的高层隔震结构的空间模型进行地震响应分析,以验证此原则上部结构质量中心与隔震层刚度中心的重合与否对结构扭转效应的影响程度,而后考察偏心高层隔震结构在偶然偏心地震作用下结构的扭转效应。结果表明:由于地震作用的减小,扭转效应要远小于原抗震结构,且隔震本身对于结构扭转效应的抑制效果要好于上述原则;扭转效应的减震率大于平动效应的减震率。布置在隔震层平面外围的铅芯橡胶隔震支座对隔震层的扭转有一定的控制作用。     

应用粘滞阻尼器的高烈度区框-剪结构消能减震分析

基于云南一栋框-剪结构的医院楼,应用粘滞阻尼器进行减震分析;简要介绍了粘滞阻尼器的常用布置原则、计算附加有效阻尼比的方法;采用时程分析方法对有无阻尼器结构模型进行了计算分析,通过对比在小震、大震作用下的计算结果,得出了设置阻尼器的结构体系各项指标均得到很大程度的改善的结论,有效提高了主体结构的安全性能;为类似消能减震结构设计提供参考。     

近场多脉冲地震动作用下组合隔震结构抗震性能分析

采用速度脉冲分量与宽频分量相结合的方法,拟合了近场多脉冲地震波;构建了组合隔震结构的计算模型和运动方程,对组合隔震结构的动力响应进行仿真分析。结果表明:通过增设黏滞阻尼器可以有效控制结构的地震响应,减小隔震层位移,改善结构的受力。对于提高近场多脉冲地震作用下结构的安全性有显著作用。     

高烈度区村镇带限位装置的滑移隔震系统的参数敏感性分析

以总输入能量、综合耗能比和隔震层最大位移为响应指标,以能量法为基础,采用正交试验的方法,计算并分析了村镇建筑在地震作用下的响应指标对系统参数的敏感性,探讨了系统参数对响应指标的影响趋势。研究表明:系统参数对总输入能量的影响与场地类别关系不大,但对综合耗能比和隔震层最大位移的影响与场地类别关系较大,Ⅳ类场地条件下的综合耗能比和隔震层最大位移要远远大于其在Ⅱ类和Ⅲ类场地条件下的值,最后,对村镇带限位装置的滑移隔震系统的系统参数给出了建议的取值。     

高烈度区某框架结构减震分析研究

为了研究设置金属阻尼器的框架结构的耗能减震效果,以某高烈度区超长框架结构为工程背景,通过有限元软件SAP2000分析了结构在罕遇地震作用下的抗震性能和减震效果。分析结构表明:设置金属阻尼器的某超长框架结构的抗震性能有了很大的提高,在罕遇地震作用下能够满足"大震不倒"的性能要求。     

8度抗震设防烈度区板柱-剪力墙高层结构安全性能分析

板柱结构节约结构空间是一种常用建筑结构形式,通常也被认为是抗震薄弱体系,我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》对板柱结构使用范围以及适用高度作了严格限定,与国外规范相比较,我国结构规范对板柱结构有细致严格的构造要求。结合北京8度区某17层带边框高层板柱-剪力墙结构的实际工程,通过ETABS有限元程序对结构进行多遇地震作用分析,重点研究了楼板应力分布。采用SAUSG有限元程序补充罕遇地震下有限元非线性分析,研究了墙柱损伤情况与主要构件性能。应用SAP2000程序采用拆除构件法,分析了板柱结构抗连续倒塌能力。研究结果表明,在满足规范规定构造措施前提下,带边框板柱-剪力墙结构具有较好的承载能力、良好的抗震性能和抗连续倒塌能力,可以达到8度抗震设防烈度区高层建筑安全性能要求。     

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。     

多塔高层结构隔震设计与分析

结合某多塔高层隔震结构,采用弹性时程分析方法,分析了隔震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的响应。主要包括自振周期、层间剪力、倾覆力矩和楼层位移等内容。结果表明,与非隔震情形相比,结构的自振周期明显增大,地震作用得到了较大的衰减。结构在地震作用下的隔震效果明显,楼层剪力及倾覆力矩均得到折减,在罕遇地震作用下隔震效果尤为显著。层间位移主要集中在隔震层,上部结构的层间位移几乎为零。     

L形高层隔震结构扭转影响参数分析

通过分析不规则L形高层结构在不同输入方向地震波下的振动特性,对不隔震设计以及不断优化隔震层偏心率的隔震设计下研究了楼层最不利位移比变化规律。建立高层隔震结构运动方程,并推导了偏心率的求解过程,基于结构偏心率与位移比的上述理论计算,用ETABS软件对5个算例进行了分析。结果表明:偏心率的变化对于不规则L形高层结构的扭转影响同一般规则结构相似,具有相同的规律。隔震设计能够有效改善不规则L形结构的严重扭转问题,同时随着隔震层刚心与上部结构质心的相对距离越来越小,即随着偏心率的减小,隔震设计下的结构楼层位移比也随之变小。因此,在不规则结构的隔震设计中,在满足隔震层设计要求下,应尽量减小偏心率,以保证减振效果和结构安全。     

高烈度区连续梁桥的减震设计方法研究

本文以高烈度区的某三跨连续梁桥为例，分别采用基础隔震和消能减震两种措施进行结构的减震分析；针对隔震结构减震效果好但主梁位移过大的特点，提出了在采用铅芯橡胶隔震支座的同时设置粘滞阻尼器的减震方案，其非线性时程分析结果表明，该方案能有效地降低结构的地震反应，可供工程实践参考。     

高层分段隔震结构的动力响应分析

本文提出了一种基于叠层橡胶支座的大高宽比高层建筑分段隔震结构形式,并对同一高层建筑结构分别采用基础隔震、层间隔震和分段隔震三种不同形式时进行了数值模拟对比分析。结果表明,采用分段隔震形式可明显减小高层建筑结构的顶层侧向位移、中间隔震层的相对位移和下支柱端应力,使结构的侧向位移集中于两个隔震层上,耗散了大部分地震输入能量,保障了与隔震层相连的构件的安全性,防止了由于支座受拉或剪压破坏导致上部结构倾覆倒塌现象的发生。     

组合基础隔震结构双向地震反应分析

本文采用双向耦合恢复力模型模拟组合隔震系统中隔震支座的双向耦合效应,对组合基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在水平双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在水平双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时支座的最大位移,因而应考虑水平双向地震作用对组合基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。     

大型支撑框筒结构的非线性地震反应分析

大型支撑框筒结构是巨型桁架体系的主要形式之一。本文对大型支撑框筒结构进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析，结果表明，大型斜撑区段端部，即大型斜撑与角柱相交处是大型支撑框筒结构抗震的薄弱环节。总的来说，大型支撑框筒结构的抗震性能优越，是超高层建筑设计中应予优先考虑的一种高效巨型结构体系。     

高烈度区的水库地震问题

本文提出重视我国中西部高烈度区水库地震问题的基础研究,即水库水域区位于历史地震影响烈度或地震区划在Ⅶ度及以上区域的水库地震问题。这些区域的水库地震研究,不能简单套用一般低烈度区水库诱发地震的一些技术思路和方法,而是需要研究高烈度区水库地震问题的特殊性,主要体现在库区构造环境、断裂活动、随机性背景地震活动水平高等特点。研究水库地震评价问题,包括水库地震强度的预测问题。用金沙江下游梯级水库地震研究事例试图说明这一点。分析水库地震问题,首要抓住在工程设计寿命期间构造地震的潜在危险性这一关键问题。水库地震研究中一些常见的统计预测不合理,应分析水库地震或诱发地震活动需要考虑的地震构造条件、库区岩性条件、地下应力条件、应变积累势态等。     

钢筋混凝土框筒结构振动台试验研究及有限元分析

本文通过几何比例为1:20的15层钢筋混凝土框筒结构的一系列振动台试验,分析了框简结构动力持性的变化规律,研究了单向(水平或竖向)和双向(水平与竖向)地震作用下框筒结构的动力反应以及框简结构的破坏机理,着重探讨了竖向地震对框筒结构地震反应的影响。本文还应用三维杆系有限元弹塑性动力分析程序HODYNA对所试验的框筒结构进行分析,并与试验结果比较。此外,还从理论上探讨了竖向地震对框筒结构破坏的影响,并取得与试验结果相同的结论。