滑移隔震结构设置连接摩擦阻尼器的地震反应研究

针对罕遇地震作用下,滑移隔震结构滑移量过大控制力不足的问题,提出了带有连接部件,控制滑移隔震结构过大滑移量的被动控制装置-连接摩擦阻尼器。研究滑移隔震结构附加连接摩擦阻尼器时的地震反应情况,并通过实际算例分析表明:滑移隔震结构附加连接摩擦阻尼器能够在不削弱滑移隔震支撑对中小地震控制效果的基础上,有效地控制大震以及罕遇地震作用时,隔震层的最大滑移量和上部结构的响应加速度。验证了滑移隔震结构附加连接摩擦阻尼器的有效性和适用性。     

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。     

应用新型滑移隔震装置结构的地震反应分析

采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料,利用实体软钢棒作为限位消能装置,提出了一种应用于框架结构既能消能又能隔震的新型分离式摩擦滑移隔震系统,探讨了其相应的设计和应用方法。采用MTS电液伺服试验系统,对文中研发的新型摩擦滑移隔震装置进行了摩擦系数测定试验,测试了摩擦滑移隔震装置的静和动力摩擦系数,建立了相应的摩擦滑移恢复力模型。采用SAP2000有限元分析软件,分析了某框架结构在抗震时和滑移隔震时的地震反应规律,从结构的加速度反应和层间位移反应、层间剪力反应等方面分析了隔震结构的减震效果。结果表明,新型摩擦滑移隔震装置的减震效果比较明显。一般情况下当场地类别为Ⅱ类,抗震设防烈度为8度时,利用新型滑移隔震结构的加速度反应可降低50%左右,层间位移反应减小明显,层间剪力反应可降低50%左右。另外,只要确定合理的构造以及实施方案,这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求,可应用于实际工程结构。     

砌体结构并联复合隔震建筑有限元分析

本文以某六层砌体橡胶隔震支座与摩擦滑移支座的并联复合隔震结构为例,运用有限元分析程序,对该建筑的一般抗震结构和并联复合隔震结构分别进行了地震作用下的有限元时程分析,结果显示:并联复合隔震结构能够降低上部结构的地震反应,提高建筑物的抗震能力,有明显的隔震、减震效果.     

层间滑移隔震结构地震作用有限元分析

将二硫化钼作为摩擦材料设计出一种带限位器的滑移隔震支座。根据多层框架结构变形的特点,给出适用于滑移框架隔震结构的计算模型,推导出层间滑移隔震结构的运动方程。运用SAP2000有限元软件建立一层间滑移框架隔震结构的有限元模型,对比分析El Centro地震波下摩擦系数和隔震层位置不同时隔震结构的地震反应。结果表明,上部结构的动力反应随摩擦系数的增加而不断增大,滑移隔震结构的减震效果逐渐减弱,但隔震层的滑移量却在不断减小;摩擦系数的选取应综合考虑减震效果和隔震层滑移量两个因素。随着隔震层的增高,结构的加速度反应和层间位移反应整体上呈增大趋势,隔震效果不断减弱,且隔震层的加速度值下部层比上部层要大得多,一层隔震和三层隔震时的变形主要集中于隔震层,而五层隔震时结构层间位移并未出现突变,说明隔震层设置在较高位置处对结构体系的影响较小。     

摩擦摆基础隔震结构双向地震反应分析

采用双向耦合力学模型模拟摩擦摆支座的双向耦合效应,对摩擦摆基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分忻,分析表明在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的支座最大位移,因而应考虑双向地震作用对摩擦摆基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。     

摩擦摆隔震结构地震反应谱的计算分析

探讨了摩擦摆基底隔震结构的地震反应谱规律。采用上部结构-摩擦摆两质点模型并利用系统振动微分方程，计算绘制了设计参数(质量比、摩擦系数、滑道半径)不同取值下上部结构的绝对加速度、侧向位移和基底水平滑移反应谱。结果表明：摩擦摆系统对刚度较大的上部结构具有良好的隔震效果。摩擦系数对上部结构的加速度反应、层间水平侧移和系统滑移均有较大的影响，质量比的影响次之．而滑道半径仅对系统滑移有较为显著的作用。     

双向耦合地震作用下滑移隔震结构振动控制及其优化研究

目前,滑移隔震结构的分析通常只考虑水平地震动而不考虑竖向地震动的影响,有关多向地震动及其相关性的研究也很少。水平与竖向地面运动具有相关性,从而影响控制效果,因此对双向耦合地震作用下滑移隔震结构模型的理论进行研究,建立动力分析模型并得出运动微分方程。以6层滑移隔震结构为例,对其进行地震反应分析。研究表明,在考虑竖向地震作用的情况下,滑移隔震结构也具有良好的控制作用,但是竖向地震作用的存在使结构的地震反应有不同程度的增加,其增量随着竖向地震作用的增加而增加。因此,在高烈度地区的滑移隔震结构应该考虑竖向地震作用对结构的影响。建立滑移隔震装置的参数优化设计模型,采用IHGA程序对结构的重要参数进行优化设计。结果表明,滑移隔震结构在各种工况下的各项地震反应均得到更好的控制。     

复合隔震结构模型振动台试验研究

作者对一个二层复合隔震结构钢框架模型进行了振动台试验,该模型采用夹层橡胶支座与摩擦滑移支座并联组合作为隔震层,既能提供足够的弹性恢复力,又具有良好的结构耗能能力。试验测得结构各项动力响应,并将软件计算数据与试验数据进行了比较,结果表明复合隔震结构的加速度反应小,楼层层间位移也较小,上部结构基本为平动,结构耗能能力显著,而且软件可以很好地模拟结构的地震反应规律。     

摩擦摆基础隔震上部偏心结构地震反应影响因素分析

对上部结构存在偏心的摩擦摆基础隔震结构进行了水平双向地震作用下的地震反应分析,研究了上部结构偏心距和抗扭刚度对结构地震反应的影响。分析表明:上部结构偏心距对上部结构和隔震层的位移反应和加速度反应均有较大影响,即使在上部结构偏心距较小时,其对结构地震反应仍有一定程度的影响;上部结构的抗扭刚度对上部结构的加速度反应影响较小,而对上部结构的位移反应影响较大;上部结构的抗扭刚度对隔震层的加速度反应和位移反应影响较小。因而,对于上部结构存在偏心的摩擦摆基础隔震结构,应减小上部结构偏心距并增大其抗扭刚度以减小摩擦摆基础隔震结构的扭转反应。     

澜沧—耿马地震民用建筑震害

1988年11月6日云南澜沧—耿马相继发生7.6级和7.2级地震。本文介绍这次地震损失较重的澜沧、耿马、沧源和双江四个县的民用建筑震害,初步分析了震害的原因,研究了各类房屋的震害特征,总结了从震害中应吸取的经验教训,为地震灾区重建家园和房屋抗震设计提供依据。     

近场问题的研究现状与发展方向

在过去的20年里,近场问题受到了地震学家和土木工程师的共同关注,一方面原因旨在阐明地震本身的机理,解释新现象;另一方面是由于地震动作为一种主要的输入荷载,在某些情况下将对整个结构设计的最终结果起到控制作用. 同时试验和评估等其它领域的相关研究也均以指定的荷载形式为前提,荷载形式的变化直接影响了土木工程中的诸多方面,所以希望研究这种荷载的规律并获得其与结构反应之间的关系. 本文回顾了近场问题研究的历史,介绍了近年来国内外针对近场地震动所展开的相关研究工作,其中包括近场地震动本身的特性与近场地震动对土木工程结构的影响等方面,指出了目前存在的问题和进一步应该研究的方向,对于近场问题的深入研究具有一定的参考价值.      

西昌市某多层砌体结构抗震能力分析及加固建议

多层砌体结构由于其施工简单、经济实用等自身优点,目前大量应用于我国的各类工业与民用建筑中。此类建筑物抗震鉴定对于抗震减灾意义重大。本文首先介绍了建筑结构抗震能力鉴定的流程,并结合西昌市某多层砌体结构的抗震分析,介绍了多层砌体抗震鉴定的一般流程、方法,并给出了抗震加固的建议,可为其它地震高烈度区多层砌体结构的抗震能力分析及加固提供参考。     

汶川8.0级地震青川县乡镇砖混结构民房震害调查及原因浅析

对位于汶川8.0级地震烈度区度区的青川县乡镇砖混结构民房破坏现象进行了调查和整理,分析了灾区砖混结构民房震害原因.参照现行《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）、《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023-2009）中对砖混结构房屋一般要求条款,探讨了居民自建砖混结构民房采用一般抗震措施的安全限度.     

关于一般建筑物抗震设防标准问题

工程场地的设计地震动参数,目前多用概率地震危险性分析的方法给出。场地的地震基本烈度以设计基准期T=50年、加速度超越概率P=0.1的标准确定。本文根据广东省数地地震危险性分析结果结合我国常见的砖混结构的地震动参数的优化决策,认为上述标准宜取为T=50年、P=0.05—0.1。     

四川荣县MS4.7、MS4.3、MS4.9地震房屋震害特征和人员伤亡分析

根据四川荣县M_S4.7、M_S4.3、M_S4.9地震现场灾害调查资料,分析房屋震害特征和人员伤亡情况,结果表明震区房屋破坏类型主要为砖混结构、砖木结构和土木结构,其中砖木结构和土木结构受损比较严重,人员伤亡主要由房屋损坏导致;造成此现象的原因主要是该地区房屋建造年代久远,房屋结构不合理、抗震性能差,短时间地震频发造成震害累积,再加上民众防震减灾意识薄弱等。     

2014年2月12日新疆于田7．3级地震抗震安居（安居富民）房破坏比初步分析

2014年2月12日新疆于田Ms7．3地震是新疆开展抗震安居（安居富民）房建设以来首次产生较大规模成灾破坏震例,以震区抗震房不同结构类型破坏程度和抽样调查数据确定震区抗震房Ⅵ度区和Ⅶ度区的破坏比,与新疆历史破坏性地震相似结构类型房屋的破坏比进行对比分析。     

低造价农居隔震限位装置设计

以摩擦滑移隔震理论为基础,针对农村民居抗震能力普遍不足的现状,提出一种简单经济、方便实用的隔震限位装置。介绍了其设计原理与做法,给出了具体算例。该隔震限位装置造价低廉,施工简易,适宜在广大农村房屋中推广使用。     

SEMI-ACTIVE TUNED MASS DAMPERS FOR SEISMIC PROTECTION OF CIVIL STRUCTURES

A semi-active tuned mass damper (TMD) which is capable of adjusting initial displacement and damping is applied to seismic protection of structures. Control algorithms are derived in closed forms using perturbation analysis on modal properties of the single degree of freedom (SDOF) structure/TMD system. Because perturbation solutions are given in a relatively simple form, the control algorithms are developed in a physically intuitive manner. In the first half of the paper, the control algorithms are introduced using numerical simulations of the impulse response. Then the algorithms are applied to seismic protection of civil structures using the strategy of multiple releasing and capturing of TMDs. The control strategy for seismic control is summarized in a flow chart. Numerical studies with the El Centro earthquake record show that the proposed semi-active method has higher performance than conventional passive TMDs.     

土木工程结构控制的某些装置和方法

本文系统介绍、评述了当前有关结构控制中的被动控制装置和主动线性结构控制方法的研究现状及存在问题，对有关控制理论方法和硬件设备的结构，性能做了清理和介绍，提出了下一步研究的方向，供今后研究工作参考、借鉴。