曲面摩擦滑移隔震结构的随机地震可靠度分析

曲面摩擦滑移隔震结构(curved surface sliding isolated structure,CSSIS)是一种具有广泛应用潜力的新技术.但在工程实践中,地震波的选取会显著影响CSSIS的抗震设计和风险评估结果.针对缺乏强震记录的情况,提出一个能够反映特定地区地震特征的随机地震动模型,并通过Monte-Carlo模拟算法,评估CSSIS的抗震可靠指标.通过振动台试验和理论分析确定CSSIS力学模型的关键结构参数,采用随机地震动模型生成地震波,以天津宁河地区为例,基于首次超越概率理论,计算了CSSIS的失稳概率Pf.结果表明,地震震级M和震中距D对CSSIS的抗震性能具有显著影响.随着震中距D的增加,上部结构的失稳概率Pf迅速下降;相反,地震震级M的增加会导致Pf升高.所得研究结果将为CSSIS的广泛应用提供重要的设计参考依据.

既有砌体结构摩擦滑移隔震加固工程有限元分析

摩擦滑移隔震技术具有成本经济、设计简洁等优点,广泛应用于各类隔震建筑中。基于摩擦滑移的隔震原理,结合既有砌体结构的特征,设计出新型摩擦滑移装置,并将其应用于既有结构加固设计中。结合工程实例,通过建立3组不同连接方式的多层砌体结构模型,对比基础不同连接形式在罕遇地震下的加速度、基底剪力及位移反应。试验结果表明:摩擦滑移隔震装置的设置能够大大降低结构的地震响应。设置限位型的摩擦滑移连接也能起良好的隔震效果,限位装置的增加能够有效地减小底部滑移量,满足工程使用的要求。根据工程实例,对摩擦滑移隔震的“双基础圈梁”装置的具体构造,以及在加固设计中的平面布置及关键部位的构造等进行说明,为摩擦滑移技术在加固设计中的应用与进一步优化提供思路。

低层砌体结构基础(滑移)隔震技术应用综述

村镇砌体建筑抗震防灾能力薄弱,应用基础隔震技术来发展低成本村镇住宅隔震新体系,是新农村建设、村镇防震减灾的重大需求。为推进基础隔震技术在低层村镇建筑中的应用,介绍了“隔震橡胶支座隔震”与“低摩阻材料滑移层隔震”这两种建筑结构隔震方法;归纳、总结和评析了国内外低层砌体建筑基础(滑移)隔震技术的研究成果和工程应用实例,着重对低成本的石墨玻璃丝布、玻璃珠滑移层、钢筋沥青隔震技术和我国西南地区积极推广应用的简易橡胶支座隔震技术进行阐述。综述成果可为继续研究基础(滑移)隔震技术提供参考。

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。

混凝土框架结构隔震设计分析

建筑抗震性对保障建筑工程安全方面具有重要影响,研究混凝土框架结构隔震设计对保障建筑抗震性具有极强的现实意义。研究中将利用案例分析法,探究隔震模型、隔震支座平面布局设计、隔震层回复力计算要点。由实际应用成果分析可知,所采用摩擦摆隔震支座完全满足相关规范要求,具备较强推广价值。

某医疗框架-剪力墙结构隔震设计与分析

基于《建设工程抗震管理条例》和《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021),对位于高烈度地区的某医疗建筑进行了详细的隔震设计与分析。项目采用框架-剪力墙结构,地上14层,隔震层位于地下室顶板,隔震支座拟采用摩擦摆隔震支座,采用YJK软件对其进行了设防地震作用下的CCQC反应谱分析,研究了层剪力比、层间位移角等重要参数,并采用Paco-SAP软件对其进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,评估了大震作用下上部结构的抗震性能。隔震分析结果表明:采用摩擦摆隔震支座可有效降低该结构在地震作用下的层间剪力,上部结构可按设防烈度降低1度采取抗震措施,各塔各层间位移角均满足《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021)相关要求;罕遇地震作用下,结构弹塑性层间位移角最大值低于1/100,隔震支座的极值面压、支座位移均满足规范要求,构件性能水准均处于轻微损坏和轻度损坏之间,极少数构件出现中度及以上损坏,该隔震结构基本满足“中震不坏”的性能目标。

摩擦滑移隔震结构的减震分析

研究了摩擦滑移支撑结构的动力响应。采用Newmark法,对一个算例结构在加摩擦隔震前、后两种情况下,分别进行了动力反应分析和比较,结果表明,摩擦滑移隔震技术具有明显的隔震效果。

基于指数摩擦力模型滑移隔震结构的动力特性

基于指数摩擦力模型 ,本文利用预估校正的数值积分方法计算滑移隔震结构的动力响应 ,分析了地面谐运动下结构的加速度传递率及基底滑移率随频率比的变化规律 ,并发现滑移隔振结构的振动有振幅跳跃、基底爬行等非线性动力特征。

摩擦摆基础滑移隔震框架结构理论研究

为研究摩擦摆基础滑移隔震框架结构的隔震情况,以摩擦摆系统的理论为基础,选取多层钢筋混凝土框架结构为研究对象,采用有限元软件SAP 2000进行模型建立、工况定义、模型分析和数据提取。比较基础固定结构和基础滑移隔震结构在地震作用下的反应特性,如自振周期、楼层最大加速度反应、层间位移、层间剪力,分析其减震效果。研究结果表明:合理设置隔震层的参数,公式计算结果与程序分析结果吻合较好,摩擦摆隔震系统具有明显的减震效果,大大降低地震作用下的结构的峰值反应包括自振周期、加速度反应、层间位移和层间剪力,某些减震率甚至超过90%。

摩擦曲面隔震结构动力学模型及地震响应分析

针对强震下摩擦滑移隔震系统位移较大且震后存在较大残余变形的现象,提出了一种摩擦曲面隔震结构体系,在地震作用和结构重力作用下上部结构绕隔震层曲率中心做往复滑移运动。建立了摩擦曲面结构的简化单质点双支座力学模型,基于模型的运动方程得到了支座轴力的表达式及其参数相关关系。完成了钢筋混凝土框架剪力墙结构模型的地震模拟振动台试验,试验结果表明摩擦曲面隔震结构相比于平面摩擦滑移结构,上部结构加速度略有增大,但在控制隔震层位移及支座应力方面具有更优的效果。进行了振动台试验的数值模拟,通过试验结果对比验证了正确性,并通过数值模拟分析了曲率半径和隔震层摩擦系数对结构响应的影响。

纯摩擦滑移隔震结构的动力反应分析

在建立了基础隔震结构动力反应方程的基础之上,通过数值模拟,对纯摩擦滑移隔震结构体系的地震反应进行了计算和分析,研究了该体系中摩擦因数的变化对隔震效果的影响。结果表明:当摩擦因数取较小值时,各楼层的加速度和层间剪力较小,隔震效果良好;反之,则隔震效果不佳。

带限位装置的新型摩擦滑移隔震结构振动台试验研究

以新型固体润滑材料,即二硫化钼涂层材料为主,设计制作了一种带限位装置的新型滑移隔震装置,并进行了新型摩擦滑移隔震支座的力学性能试验,研究表明,文中研发的新型滑移隔震装置具有摩擦滑移隔震和限位功能,构造简单,适用性强.在此基础上,建立欠人工质量模型的一致相似关系,设计制作了一个相似比为1:5的2跨5层框架模型结构,进行了结构振动台试验研究.检验了新型摩擦滑移隔震装置的隔震和限位性能,振动台试验结果表明:限位装置可有效降低隔震层相对滑动位移,新型摩擦滑移隔震支座降低了上部结构的地震反应,新型隔震系统能够控制结构层间位移角在允许范围内,隔震效果良好,且具有良好限位复位能力,结构可满足抗震要求.

基于小波包变换的摩擦滑移隔震结构能量分析

采用小波包变换的方法,分析了摩擦滑移隔震结构在不同场地类别地震波重构信号作用下能量传递规律.结果表明,地震波的低频信号对结构能量反应起主要作用;对于不同的场地类别,摩擦系数对隔震结构能量传递的影响不同.

滑移摩擦型隔震结构考虑竖向地震作用影响的分析

摩擦滑移型隔震支座具有较好的减震效果和经济性能,越来越多地应用于结构隔震。这种支座屈服力取决于滑动摩擦力,与摩擦系数和支座竖向压力有关。地震动是多维的,本文考虑双向地震动,分析了采用摩擦滑移型支座隔震的质量块、基础隔震结构和顶层隔震结构,在不同摩擦系数和地震烈度情况下竖向地震作用对结构水平地震反应的影响。计算表明,在大摩擦系数、高烈度情况下,竖向地震作用对基础隔震和设备隔震有一定影响,建议考虑竖向地震作用的影响;而在小摩擦系数时则可忽略。并且,适当的屈服后刚度可以减小竖向地震作用的影响。

基于运用摩擦摆隔震支座框架结构隔震分析

摩擦摆隔震支座是一种通过球面摆动,延长结构振动周期,利用滑动界面摩擦消耗地震能量,从而实现隔震功能的支座,其特点是性能相对稳定、耐久性较好、承载力大且大变形下无损伤。本文通过兰州某养老院框架结构运用摩擦摆隔震支座的计算分析与设计,利用ETABS对非隔震结构和隔震结构的自振周期、底部剪力进行了对比分析,并按照新隔震规范的要求,对该结构进行了隔震下的性能化设计。分析结果表明:隔震结构相对非隔震结构,其自振周期延长3.40倍,有效地避开场地特征周期;隔震结构底部剪力比为0.36,较大幅度地减小了上部结构的地震作用,且剪力比小于0.5,上部结构可按本地区设防烈度降低1度确定抗震措施;隔震支座长期面压均未超过乙类建筑的要求(25MPa),隔震支座未出现提离,极值最大压力未超过50MPa,满足设计要求。

纯摩擦滑移隔震结构的位移反应分析

文章在建立了基础隔震结构动力反应方程的基础之上,通过数值模拟,对纯摩擦滑移隔震结构体系的位移反应进行了计算和分析,主要研究了该体系中摩擦系数的变化对隔震效果的影响,以便为工程实际提供理论依据。

考虑竖向地震作用的滑移摩擦隔震结构高宽比限值研究

对考虑竖向地震作用的滑移摩擦隔震结构的高宽比限值进行了研究。采用多自由度分析模型,建立了滑移隔震结构在水平与竖向地震作用耦联下的运动微分方程,给出了考虑竖向地震作用的滑移摩擦隔震结构的高宽比限值计算公式。以某六层采用摩擦滑移隔震的框架结构为例,考虑不同的场地条件,研究了竖向地震作用的存在对隔震结构高宽比限值的影响。

双质点摩擦滑移隔震结构非线性分析

采用小波变换方法分析了双质点摩擦滑移隔震结构时频特性,结果表明:摩擦滑移隔震结构的动力特性与其运动形态有关,隔震层摩擦系数的改变对结构频率非线性影响较小,对阻尼非线性影响较大.

摩擦滑移隔震结构的能量分析

采用小波包变换的方法,分析了摩擦滑移隔震结构在不同场地类别地震波重构信号作用下能量传递规律。结果表明,地震波的低频信号对结构能量反应起主要作用,对于不同的场地类别,摩擦系数对隔震结构能量传递的影响不同。

基础摩擦滑移隔震结构起滑加速度研究

起滑条件是影响滑移隔震结构动力响应特性的重要参数,也是滑移隔震结构性能化设计研究的理论基础。采用两自由度模型模拟滑移隔震结构,基于动力时程分析方法,分析了隔震结构参数(包括自振周期、质量比和摩擦系数)和地震动参数(包括反应谱特征周期和近断层地震动脉冲)对隔震结构起滑加速度的影响。结果表明:结构参数比地震动参数对起滑加速度的影响更明显。隔震结构的起滑加速度-自振周期曲线分为下降、水平、上升和先上升后水平4段。所选地震动集激励下,当自振周期小于1.4 s时,相同自振周期结构的起滑加速度随质量比的增大而减小;大于7.8 s时,起滑加速度随质量比的增大而增大。起滑加速度随摩擦系数的增加而等比例增大。基于分析结果,采用分段拟合方法建立了起滑加速度计算公式,公式计算结果和多自由度结构算例的时程分析结果吻合良好。研究成果可为滑移隔震结构的起滑条件研究和结构设计提供参考。