日本加紧开发新的减震技术

由日本各建筑公司和大学研究人员进行的建筑物减震技术开发工作进入高潮。中部大学研究出用粘性体吸收晃动的建筑方法;户田建筑公司与三菱炼钢公司共同研制了节能型减震装置。目前,超高层建筑已不仅限于办公大楼,就连公寓大楼也是超高层的,因而如何减小地震时产生的晃动成了重大的课题。由于岸线开发扩展为全国规模,减震技术作为地基液化对策也是很必要的。因此,一些部门相继在研究所内设置振动实验室。中部大学研制出新减震建筑方法中部大学(爱知县春日井市)工程系副教授塜越勇等研究出了让沥青等“粘性体”吸收地震动能量并把建筑物的晃动控制在地表的十分之一以下的新减震建筑法模型。这一方法称作“粘性减震建筑法”,也可应用于高层建筑     

地震证实了建筑物抗震装置的有效性

1990年2月20日伊豆大岛地震时,通过东京东阳町的实验楼证实了竹中工程公司开发的能动减震装置(AMDS)在中等强度地震中的有效性。下午3时53分左右发生的地震震级为6.6级,东京的烈度为4度(日本气象厅标度)。据说,该公司技术研究所对安装了 AMDS装置的高22米(相当于普通六层楼)的实验楼楼体部分的晃动进行了调查。其结果为,与没     

地震液化模拟系统

日本清水建设公司开发出可对地震引起的液化进行三维模拟的系统。液化是发生烈度大于5(日本气象厅烈度标度——编注)的大地震时地面出现液体性状、建筑物等倒塌的现象。该系统可用大型计算机分析晃动发生时土地的微细动态,算出液化对建筑物的影响。也能估算液化对策所需的设施费用。该公司将以预定在填筑地上建设的建筑物为主要对象应用上述模拟系统。     

日本开发出“绝对减震系统”

日本大林组建筑公司(总经理津室隆夫)4月22日宣布,他们已开发出世界第一个可以适应微小振动乃至关东大地震级各种振动的“绝对减震系统”。即使遭受到烈度为5(日本气象厅烈度标度,100伽)的地震的袭击,也能把晃动控制在5伽左右,使建筑内直立着的单根香烟不倒。就普通的建筑物而言,一旦发生地震,     

日本研制出大型三维振动台(简讯)

日本三菱重工业公司1983年3月22日宣布,该公司已研制出大型的三维振动台。这个振动台是世界上第一台可以上下、左右、前后同时振动的装置。其特点是能象实际地震一样晃动,并能人为地制造烈度为Ⅵ度(日本气象厅烈度标度)的大地震。该公司将这一振动台安装在具有核发电成套设备的工厂和高砂制作所的高砂研究所内,进行本公司产品的抗震试验。还将提供给核发电和土木建筑部门。由于该三维振动台起振后会产生不必要的旋转运动,控制起来比二维振动台等困难,为此,三菱重工业公司研制出用电子计算机进行     

克拉玛依拓湖新村43,44号住宅楼风振效应评价

引言1994年古玛依拓洲新村43、44号住宅楼交付使用后楼房风振响应较大。为了研究引起楼房风振的原因,1995年我们对这两栋楼进行了风振测量和有关分析[1],认为引起43、44号楼风振的主要原因有两个,一是地基土遇水后强度降低,影响了楼房的稳定性;二是楼房的Y型结构起到了兜面作用,风的动力作用使结构产生加速度和惯性力,因而产生振动。这两个因素相互影响,共同作用,使风振响应增强。针对以上风振原因,当时我们提出了几项减振措施：（1）降低和排除场地内的地下水。（2）在43、44号楼前盖一幢同样高度带地下室或基础较深的挡风楼,…     

防振锤抑制拉索振动的仿真分析与试验研究

针对目前斜拉桥拉索减振方法的不足,提出利用防振锤抑制拉索振动的思路。为验证该方法的有效性,本文分别建立了拉索和防振锤的运动方程,并采用振型叠加法建立与其对应的广义坐标方程,采用状态空间法建立与其对应的状态方程,运用SIMULINK仿真系统对拉索进行了动力仿真分析。设计了相应的室内试验,进行了拉索-防振锤组合系统试验,并利用SIMULINK对试验进行了相同参数的仿真分析,对比验证了防振锤减振的有效性。仿真结果与试验结果对比发现,作为拉索减振装置防振锤减振效果较为显著,对于防振锤的设计应使其振动频率与拉索振动频率相一致、安装质量不宜过小、阻尼不宜太大、且宜安装在拉索振幅较大处。研究结果表明:防振锤抑制拉索的振动是有效的,利用防振锤装置抑制超长拉索振动是可行的。     

拉索端部弹性约束振动控制研究(Ⅰ)——理论模型

本文建立了拉索振动的轴向被动控制理论模型。在拉索端部沿轴向设置弹性约束,通过影响索端支座的移动,从而改变拉索的振动特性,最终达到减振效果。通过D’Alembert原理建立拉索-弹性约束系统振动方程,通过Galerkin方法将偏微分方程转化为常微分方程,应用龙格-库塔积分法求解方程;经过仿真分析,验证了该振动控制具有明显的减振效果,并且讨论了初始拉力、支座质量、振动频率及弹簧刚度对减振效果的影响;最后给出了计算最优阻尼参数的近似解析式,为工程师提供了简便有效的参考依据及设计方法。     

拉索端部弹性约束振动控制研究(I)——理论模型

本文建立了拉索振动的轴向被动控制理论模型。在拉索端部沿轴向设置弹性约束,通过影响索端支座的移动,从而改变拉索的振动特性,最终达到减振效果。通过D’Alembert原理建立拉索-弹性约束系统振动方程,通过Galerkin方法将偏微分方程转化为常微分方程,应用龙格-库塔积分法求解方程;经过仿真分析,验证了该振动控制具有明显的减振效果,并且讨论了初始拉力、支座质量、振动频率及弹簧刚度对减振效果的影响;最后给出了计算最优阻尼参数的近似解析式,为工程师提供了简便有效的参考依据及设计方法。     

基于等效力控制方法TLD减振结构振动台子结构试验

通常采用数值模拟和小比例尺试验的方法研究调谐液体阻尼器(TLD)对结构的减振控制效果。由于TLD依靠水的晃动来提供减振力,精确的数值模型不易建立;另外,振动台模型试验又只能进行小比例尺试验,难以真实反映原型结构性能。为了解决这个问题,提出基于等效力控制方法的振动台子结构试验方法,以真实揭示TLD减振控制结构的抗震性能。通过试验研究得到如下结论:(1)惯性试件的振动台子结构试验结果与精确解吻合很好,表明基于等效力控制方法振动台子结构试验具有很好的精度;(2)TLD减振控制三层钢框架系统的振动台全结构和子结构试验结果吻合较好,进一步证明了基于等效力控制方法振动台子结构试验具有很好的精度。     

基于负刚度的减振设备参数优化及其应用

为了更加有效地控制结构振动,论文基于负刚度理论,设计了一种行之有效的被动减振装置。该设备通过正负刚度子结构并联,提高系统承载能力,降低系统固有刚度,从而有效隔离低频振动。通过分析该装置的结构和刚度特性,建立了设备的刚度函数表达式及平衡位置处的零刚度条件,进而找到了影响设备的主要参数并对其进行优化。采用MADIS有限元软件分析了在地震荷载作用下安装该设备的框架结构的减振效果,并与原框架进行对比,研究表明该设备能够有效地控制结构振动,且参数优化结果是有效的。该研究成果为后续试验研究和实际工程应用提供理论依据。     

15×104m3储罐的动特性分析

立式钢制圆柱形储罐向着大型化和浮放式发展,其动力特性参数,如结构的固有频率和固有振型,在地震工程中经常被使用,以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序,采用弹簧单元来模拟地基,考虑液固耦合效应对其进行了模态分析.结果表明:采用弹簧单元来模拟地基进行储罐的分析时,有限元与规范近似算法比较接近;15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以 cosnθ、sinnθ型梁式振动为主,液体晃动低频的振动形式比较单一,即cosnθ、sinnθ型梁式振动;液固耦合振动频率对地基刚度最为敏感,储液高度与储罐高径比次之,受罐壁厚度的影响比较小;液体晃动频率对罐壁厚度和地基刚度不敏感,对储液高度与高径比则比较敏感.     

美国研究建筑减震装置

去年土耳其、希腊、墨西哥和中国台湾发生的大地震再次表明 ,构筑减震建筑对于减少地震损失具有重要意义。美国华盛顿大学圣路易斯分校正在实验的一种减震装置能使地震峰值加速度降低一半 ,从而大大降低地震的破坏力。该大学的民用工程师们正在实验的一种减震装置叫电磁减震器。它由三块平行的金属板类似三明治那样构成 ,外层的两块金属板之间的一块金属板就在另外两块金属板之间来回滑动。建筑的每一层楼都装有传感器 ,以测量振动发生时建筑物晃动的情况。传感器再把测得的数据立即传输给电脑 ,电脑就会通过计算告诉应该接通建筑物哪一部位…     

新型减振装置TL-PD的风洞模型试验研究

高柔结构动力反应强烈,对结构安全性和舒适性带来了挑战。为经济有效地控制高柔结构的动力响应,各种减振措施相继被提出,并在研究和实践中不断取得进展。文章发展了一种将调谐液体阻尼器(TLD)与颗粒阻尼器(PD)结合的新型减振耗能装置TL-PD,尝试用于高柔结构的振动控制。为验证该装置的风振控制效果,将简易TL-PD装置安装于一高层结构模型顶部,开展了风洞试验。试验结果表明,TL-PD在颗粒充分碰撞后对高层结构具有良好的振动控制效果,且控制效率受到质量比、颗粒密度及风速的影响。     

自由场地基液化大型振动台模型试验研究

目前，大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型，开展1：lO模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究，再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象，尤其是模型地基的试验破坏与其原型的实际震害情况比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题。     

15×10~4m~3储罐的动特性分析

立式钢制圆柱形储罐向着大型化和浮放式发展,其动力特性参数,如结构的固有频率和固有振型,在地震工程中经常被使用,以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序,采用弹簧单元来模拟地基,考虑液固耦合效应对其进行了模态分析。结果表明:采用弹簧单元来模拟地基进行储罐的分析时,有限元与规范近似算法比较接近;15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以cosnθ、sinnθ型梁式振动为主,液体晃动低频的振动形式比较单一,即cosnθ、sinnθ型梁式振动;液固耦合振动频率对地基刚度最为敏感,储液高度与储罐高径比次之,受罐壁厚度的影响比较小;液体晃动频率对罐壁厚度和地基刚度不敏感,对储液高度与高径比则比较敏感。     

地铁交通对某实验楼的环境振动的模拟分析

在地铁隧道附近,对于环境振动要求较高的特殊建筑物和精密仪器,地铁列车走行时引起的振动影响不容忽视。基于动力反应分析理论,通过建立有限元模型,并以实际测得的列车走行时地铁和轻轨在路基附近的加速度波形作为振动输入,模拟分析了正在规划修建的北京地铁8号线开通后将对附近某实验大楼内仪器可能造成的振动影响,同时对实验楼附近地铁振动的衰减规律进行了初步分析,为实验楼和仪器台是否应采取避振措施提供了参考依据。     

动臂式施工塔吊TMD地震响应控制与分析

虽然建筑施工周期内地震致险概率并不高,但是由于塔吊使用极其广泛,塔吊致险概率并不低于建筑结构,故而针对塔吊的减震措施亟需研究。本文以某实际超高层建筑施工使用的动臂式塔吊为研究对象,根据塔吊自身和附着于超高层建筑后的动力特性,研究了TMD装置的不同方案对塔吊地震响应的控制效果。结果表明:① TMD装置对于属于高耸结构的塔吊减震控制非常有效;② 设置在塔身顶部的双向TMD不仅可以有效减小塔身偏摆,也可以间接有效地控制起重臂的竖向振动;③ 由于超高层建筑-塔吊结构高阶振型影响明显,此TMD装置对塔吊塔身控制效果不稳定,但对于起重臂仍能起到良好的控制作用,故而此TMD装置可以使用在附着在超高层建筑上的施工塔吊,对于塔身的振动控制仍需进一步研究。     

圆球减振装置对风力发电高塔的振动控制研究

本文提出了圆球减振装置对风力发电高塔振动控制的工作原理和计算方法,并对其控制效果进行了理论研究。首先利用拉格朗日方程推导得到圆球减振装置的自振频率及其对单自由度系统的被动控制力,并推广至多自由度系统。进而将风力发电高塔等效为集中质点模型,建立了风塔-减振装置体系的运动微分方程。用谐波叠加法模拟得到脉动风速时程,分析比较了风力发电高塔在无控及有控状态下的动力响应及疲劳寿命。计算结果表明,圆球减振装置是一种简单、经济和实用的减振装置,能够有效减小风塔的动力响应,延长其疲劳寿命。     

兰州某黄土场地液化势评价及地基处理措施

尝试应用了室内研究——反应分析的液化可能性估计方法与地震剪应力时程相结合的综合评价方法对处于黄河Ⅳ级阶地的兰州东岗某工程场地的饱和黄土液化势进行了评价。研究结果表明,该场地饱和黄土在超越概率为50年63%、10%和5%地震作用下均会产生完全液化;同时,根据对夯实后重塑黄土的液化势评价结果,我们提出可用夯实法对地基进行抗液化处理;强夯至干密度dρ≥1.6g/cm时,上述地震作用下该场地饱和黄土仅产生轻微或中等液化,地基抗液化处理效果明显。