近断层地震作用下基础隔震层组合限位振动台实验研究

近断层脉冲型地震作用下,基础隔震结构隔震层会产生过大变形,导致隔震支座侧倾失稳,隔震体系破坏。设计制作了3层基础隔震钢框架实验模型和11种U型钢板I型铅棒组合限位器,进行了U型钢板静力加载实验和近断层脉冲型地震作用下基础隔震层软碰撞限位振动台模型实验。实验表明：①静力加载时,U型钢板具有很好的弹性性能;②动力作用下,组合限位器残余变形较小,仍具有良好限位复位能力;③近断层地震作用下,基础隔震层软限位效果良好,同时控制上部结构层间变形在允许范围内。     

单层框架建筑模型基础隔震实验研究

对带叠层橡胶隔震基础的钢筋混凝土单层框架模型进行了振动台地震模拟试验,比较了隔震结构与非隔震结构的地震反应,结果表明,用叠层橡胶支座隔震后,框架模型的地震反应比不隔震时大大减小,证明叠层橡胶支座基础隔震技术是一种既有效又很安全的减震措施。     

近断层区橡胶支座隔震结构限位研究

橡胶支座基础隔震结构遭遇近断层脉冲型地震动作用时,隔震层变形过大,需要限位。提出了软碰撞限位方案。按抗震规范设计橡胶支座隔震钢筋混凝土框架结构,选取近断层地震动记录,分析了限位主要参数预留距离、限位刚度和阻尼对隔震结构响应的影响。结果表明,预留距离增大,限位刚度需求增大,限位效果减弱;限位刚度增大,隔震层最大位移减小,上部结构层间最大位移增大;在一定范围内适当增大阻尼可减小隔震层最大位移与上部结构的层间最大位移。合理选用限位参数,可同时获得良好的限位与减震效果。提出了限位参数的优选方法。     

U型组合限位器自复位性能实验研究

对基础隔震模型进行软碰撞限位振动台实验,表明由U型钢板和I型铅棒组成的U型组合软碰撞限位器,软碰撞后可以恢复到平衡位置,具有较理想的自复位能力。     

基础隔震结构在侧向碰撞下的地震反应分析

本文针对基础隔震结构和临近构造物发生的碰撞问题进行了计算机三维模拟分析。定义了碰撞影响指标Q,建立了隔震结构的碰撞分析模型,通过弹塑性时程分析,分别从碰撞刚度、上部结构刚度、隔震支座、临近构造物与基础隔震结构的距离、地震动强度等5个方面研究了碰撞对基础隔震结构的影响作用。     

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。     

基础隔震房屋模型振动台试验研究

本文结合日本在建的基础隔震实际工程,采用中国有关工厂生产的铅芯橡胶支座的作为基础隔震支座,进行了基础隔震房屋模型和基础固家房屋模型模拟地震动台试验,并引入能量分析方法对两种试验结果进行了分析比较。结果表明,基础隔震模型隔震效果明显,隔震层滞回变能有效吸收地震动入能量,减小模型结构的塑性变形和累积损伤。     

基础隔震设计的简化计算

提出采用工程软件实现基础隔震计算分析的多种简化方法,主要包括计算模型的建立和地震作用效应的计算。对不同方法的适用条件和计算结果差异进行讨论,并通过算例加以说明,可供设计人员进行基础隔震设计时参考。     

隔震层竖向刚度对高层基础隔震结构的影响

高层隔震建筑的隔震层在罕遇地震作用下会产生拉应力。本文通过对一栋20层的高层隔震结构,分别采用等拉压刚度模型和不等拉压刚度模型进行动力非线性时程分析,研究叠层橡胶隔震支座竖向刚度模型对高层基础隔震结构动力响应的影响。研究表明,超出线弹性工作范围后,竖向等拉压刚度模型将会低估隔震层的竖向位移量,低估上部结构的动力响应。     

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。     

新型钢弹簧浮置板道床隔振试验与数值分析研究

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析,给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试,试验结果表明:该装置隔振效果显著。通过建立新型钢弹簧浮置板道床隔振系统有限元分析模型,数值模拟结果与实测振动数据可进行较好的吻合,结果表明:新型钢弹簧浮置板道床隔振系统能有效地减小结构的动力响应。     

Experimental investigation on the seismic response of a steel liquid storage tank equipped with floating roof by shaking table tests

In this paper, the effectiveness of the base isolation on steel storage tanks has been investigated through numerical models and then checked by shaking table tests on a reduced scale (1:14) model of a real steel tank, typically used in petrochemical plants. In the experimental campaign the floating roof has also been taken into account. The tests have been performed on the physical model both in fixed and isolated base configurations; in particular two alternative base isolation systems have been used: high‐damping rubber bearings devices and sliding isolators with elasto‐plastic dampers. Finally, a comparison between experimental and numerical results has also been performed. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

Optimal design of a base isolated system for a high‐rise steel structure

In a previous study (Kaplan H, Seireg A., Int. J. Comput. Appl. Technol., 2000; 13 (1/2): 25–41), the authors proposed a base isolation system for earthquake protection of structures.The system incorporates spherical supports for the base, a specially designed spring‐cam system to keep the base rigidly supported under normal conditions and to allow it to move for the duration of the earthquake under the constraint of a spring with optimized stiffness characteristics. A single‐degree‐of‐freedom structure was considered to investigate the feasibility of the concept. The simulation of the system response shows a 20 times reduction of the transmitted force as a result of using the proposed design in the considered case. This paper extends the previous study to the case of a 40‐storey steel structure subjected to the Taft as well as El Centro earthquakes. A 7.5 and 6 times reduction of the maximum transmitted force was achieved for the considered disturbances, respectively, without any adverse effects due to the tilting moment which is inherent in this type of base isolation. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢柱脚混凝土承台锚固性能弹塑性有限元分析

在试验研究基础上,采用ANSYS有限元分析程序,对钢柱脚混凝土承台在单向加载下的性能作了弹塑性分析,研究了其在竖向抗拔荷载作用下的开裂、变形及破坏的全过程,并在此基础上,建立了简化的抗拔承载力计算的桁架模型,计算结果与试验结果符合较好。     

Use of non-linear localization for isolating structures from earthquake-induced motions

The dynamic response due to earthquake-induced excitations of multi-storey buildings simulated by a cantilever (with attached concentrated masses) supported on a flexible foundation, is reconsidered when stiffness non-linearities are included. To this end, a suitable non-linear spring-mass device is placed between the ground and the mass of the foundation, which under certain conditions can absorb a significant amount of seismic energy over a large frequency range, thus drastically reducing the seismic response of the foundation. This is achieved by the stiffness non-linearity that gives rise to a localization phenomenon, according to which motions generated by external disturbances remain passively localized close to the point of seismic excitation instead of ‘spreading’ to the entire structure. The implications of these findings to the design of earthquake-resistant structures are discusssed. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

短柱隔震模型与非隔震模型模拟地震振动台对比试验研究

本文取一栋四层转混住宅的标准单元为模型。在两种情况下：即房屋模型底部加设钢管混凝土短柱隔震支座和不加设钢管混凝土短柱隔震支座,分别进行了模拟地震动台试验。通过试验结果的对比,了解了钢管混凝土短柱支座隔震模型的隔震效果及其抗震性能。     

基础隔震结构随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度基础隔震结构的随机地震响应问题进行了系统研究，首先建立了运动方程，然后用第一振型将上部结构展开，针对所得方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况，用复模态法解耦，获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解，对单自由度体系，此解即为结构响应的精确解，从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼与非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于带TMD减震结构、无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析与优化设计。