基于自由振动响应的基础隔震建筑减震能力评估方法研究

目前国内外已修建完成了大量隔震建筑,但仅有少量经受了地震检验,绝大部分隔震结构减震能力能否达到设计目标尚存疑问.本文针对基础隔震建筑,提出了一种基于自由振动响应的减震能力评估方法.首先,对隔震建筑进行多级幅值初位移自由振动原位试验,获取结构的抗震能力曲线;其次,根据地震反应谱建立地震需求曲面,进而确定隔震结构性能点;最...     

改进的基础隔震结构地震作用简化计算方法

在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)关于隔震结构的简化计算方法中,水平向减震系数的表达式和定义有些不符,假定的隔震结构地震作用分布规律也与实际情况略有出入。本文基于水平向减震系数的定义和实际隔震结构的地震作用分布规律提出了一种改进的隔震结构水平向减震系数、隔震结构总地震作用、隔震结构上部地震作用分布的计算方法,并提出了总水平地震作用减震系数的新概念。本文提出的改进方法具有表达准确、物理意义明确的特点。将本文提出的改进算法计算结果与时程分析计算结果比较,结果显示,改进方法的计算结果与时程分析结果接近,且分布规律一致。     

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。     

地基隔震减震机理研究

分析了地基隔震减震的机理,包括层状土体界面对地震波的反射、土体非均匀性引起的散射、地基土层的粘滞耗能、塑性变形耗能、土颗粒的摩擦耗能、液化土层对地震波的滤波和吸收,并归纳了砂垫层等可以作为地基隔震减震层的材料。     

地震波参数对柱顶隔震体系的水平向减震性能影响研究

为了研究地震波参数对柱顶隔震体系的水平向减震性能的影响,选取台湾集集地震中8条地震波作为输入,进行了柱顶隔震体系模型的振动台试验。分析了柱顶隔震体系的水平向动力响应特点,研究了地震波的PGV/PGA、卓越周期、平均周期和断层距及幅值对其水平向减震性能的影响,并进行了数值模拟的对比分析。结果表明:柱顶隔震体系的水平向减震性能良好。相同地震强度下地震波参数的PGV/PGA、卓越周期、平均周期和断层距对柱顶隔震体系水平向减震性能的影响明显,其中:PGV/PGA的影响程度最大,可以作为主要的分析指标;随着地震动强度的增大柱顶隔震体系的水平向减震效果更加明显,地震动强度达到一定幅值后,减震率缓慢下降;与远场地震相比,近场地震不利于柱顶隔震体系的水平向减震性能的发挥,脉冲型近场地震作用下其减震效果更差。振动台试验结果与数值模拟结果基本一致,表明分析结果的可靠性。     

日本建筑结构隔震减震研究新进展

本文介绍了日本在建筑结构隔震,减震研究方面取得的几项新进展,其中基础隔震板片结构体系是一种新型隔震结构体系,纳米结晶锌铝合金振动控制阻尼器是一种取得专利的新型减震阻尼器,无粘结钢支撑体系是一种比较新颖的减震支撑体系,跷摆振动控制设计是一个新颖的减震设计概念。     

橡胶砂垫层在不同类别场地上的减震效应研究

橡胶砂(RSM)垫层减震是一种适用于低层房屋的低成本减震方法,关于场地类别对其减震效应影响的研究尚未开展。采用简化的层间剪切模型模拟减震垫层-上部结构动力相互作用体系,建立了RSM垫层\"减震地基\"分析模型。针对30%配比的橡胶砂,考虑3种垫层厚度200 mm/300 mm/500 mm、4种基底压力50 kPa～300 kPa,基于对取自于不同场地类别的195条地震波的刚性地基反应谱和RSM垫层\"减震地基\"反应谱的分析对比,得到以下结论:(1)RSM垫层的减震效应受场地类别的影响,场地卓越周期越短,减震效应越好;(2)RSM垫层厚度越大,减震效应越好,但当垫层厚度达到500 mm时,减震性能鲁棒性变差,且这种鲁棒性的劣化与场地类别无关;(3)各种场地类别地震波作用下,RSM垫层减震效应均随输入地震加速度和基底应力的增大而增加,但随着前者的增加,后者的影响减小。     

橡胶隔震支座建筑结构脉动观测与减震性能分析

通过对两幢结构相同、彼此相邻,而其中一幢采用了橡胶隔震支座减展措施的建筑物进行地脉动观测,对比地基基础和结构上的脉动时程曲线和相应功率谱曲线,利用两幢建筑结构脉动特征的差异分析研究橡胶隔震支座的减震效果。     

多层隔震结构两阶段设计法

结合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),提出了针对隔震装置设计的隔震结构两阶段设计法。该方法在项目的方案阶段,根据项目的基本情况采用简化估算方法对隔震层进行估算,为方案的确定提供依据;在施工图设计阶段,采用时程分析方法对隔震层进行设计计算,为上部结构和基础设计及隔震装置的选用提供依据。文中以4层多层框架结构体系为例进行了分析,结果显示提出的设计方法具有简便,符合工程应用的特点,且该方法有利于提高设计质量,减少设计周期。     

北京地区中硬场地地震动效应研究

依据典型工程场地的地震安全性评价报告,研究北京地区中硬场地地震动效应。首先,统计分析了地震安全性评价结果中的场地地震动放大效应。再利用201个工程场地的钻孔资料进行土层地震反应计算,分析不同地震动输入下的场地地震动放大效应。结果表明,北京地区中硬场地地震动放大效应明显,得到的场地地震动峰值加速度转换系数Ka高于《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）中的值,大震水准下更为突出。因此,如在北京地区直接采用《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）中的调整系数,可能会低估北京地区中硬场地的地震动放大效应,降低抗震设防标准。最后指出,场地地震动峰值加速度转换系数明显具有区域性,应根据详细的场地地震动效应研究结果,合理地确定场地地震动转换系数。     

漳州市建筑物抗震能力评价

根据漳州市规划区内房屋的调查资料及建筑物的抗震能力分析方法,对漳州市房屋进行了震害预测,并通过漳州市建筑物抗震能力评价分析结果,提出了有针对性的抗震减灾策略,为编制漳州市的抗震防灾规划和制定防灾决策提供了重要的科学依据。     

Simulation of the response of base-isolated buildings under earthquake excitations considering soil flexibility

The accurate analysis of the seismic response of isolated structures requires incorporation of the flexibility of supporting soil.However,it is often customary to idealize the soil as rigid during the analysis of such structures.In this paper,seismic response time history analyses of base-isolated buildings modelled as linear single degree-of-freedom(SDOF) and multi degree-of-freedom(MDOF) systems with linear and nonlinear base models considering and ignoring the flexibility of supporting soil are conducted.The flexibility of supporting soil is modelled through a lumped parameter model consisting of swaying and rocking spring-dashpots.In the analysis,a large number of parametric studies for different earthquake excitations with three different peak ground acceleration(PGA) levels,different natural periods of the building models,and different shear wave velocities in the soil are considered.For the isolation system,laminated rubber bearings(LRBs) as well as high damping rubber bearings(HDRBs) are used.Responses of the isolated buildings with and without SSI are compared under different ground motions leading to the following conclusions:(1) soil flexibility may considerably influence the stiff superstructure response and may only slightly influence the response of the flexible structures;(2) the use of HDRBs for the isolation system induces higher structural peak responses with SSI compared to the system with LRBs;(3) although the peak response is affected by the incorporation of soil flexibility,it appears insensitive to the variation of shear wave velocity in the soil;(4) the response amplifications of the SDOF system become closer to unit with the increase in the natural period of the building,indicating an inverse relationship between SSI effects and natural periods for all the considered ground motions,base isolations and shear wave velocities;(5) the incorporation of SSI increases the number of significant cycles of large amplitude accelerations for all the stories,especially for earthquakes with low and moderate PGA levels;and(6) buildings with a linear LRB base-isolation system exhibit larger differences in displacement and acceleration amplifications,especially at the level of the lower stories.     

考虑地基不均匀性核反应堆地震响应分析

核电站结构地震响应主要取决于地震动特性、地基土特性以及结构特性.本文以某核电站反应堆厂房结构为对象,研究了考虑土-结构相互作用的不均匀地基土对核反应堆地震响应的影响,包括核反应堆和地基的最大加速度、楼层最大相对位移以及楼层多阻尼反应谱.结构地震响应分析使用SUPERFLUSH/2D软件,地基模型由ANSYS建模;核反应...     

基于强震观测的隔震结构地震反应分析

福建省防灾减灾中心大楼是一栋高约40m,安装有强震观测系统的隔震大楼,目前该结构台阵已记录到30多次地震引起的大楼地震反应。本文利用具有强大非线性功能的ETABS软件建立大楼结构模型,同时考虑隔震结构的楼梯和填充墙对结构地震反应的影响,并利用台阵记录验证大楼结构模型线弹性地震反应的可靠性,说明隔震大楼结构模型能很好地模拟大楼的地震反应过程。在此基础上结合大楼原型动力性能实验的实测参数,以大楼自由场地的三个实际地震记录作为输人,对大楼在中小地震作用下非线性地震反应进行分析,结果表明大楼具有良好的隔震效果。     

支座摩擦系数对摩擦摆基础隔震结构地震反应的影响

对不同地震烈度作用下的摩擦摆基础隔震结构进行了地震反应分析,分析了支座摩擦系数对支座位移、楼层加速度和楼层剪力的影响。结果表明随着摩擦摆支座摩擦系数的增大,支座位移逐渐减小,而结构的加速度和楼层剪力逐渐增大;随着地震作用强度的提高,摩擦系数对支座位移的影响逐渐增大,而摩擦系数对结构加速度和楼层剪力的影响逐渐减小。     

Seismic response of base-isolated liquid storage tanks considering fluid–structure–soil interaction in time domain

The seismic response analysis of a base-isolated liquid storage tank on a half-space was examined using a coupling method that combines the finite elements and boundary elements. The coupled dynamic system that considers the base isolation system and soil–structure interaction effect is formulated in time domain to evaluate accurately the seismic response of a liquid storage tank. Finite elements for a structure and boundary elements for liquid are coupled using equilibrium and compatibility conditions. The base isolation system is modeled using the biaxial hysteretic element. The homogeneous half-space is idealized using the simple spring-dashpot model with frequency-independent coefficients. Some numerical examples are presented to demonstrate accuracy and applicability of the developed method.Consequently, a general numerical algorithm that can analyze the dynamic response of base-isolated liquid storage tanks on homogeneous half-space is developed in three-dimensional coordinates and dynamic response analysis is performed in time domain.