楼面滑动隔震装置设计与试验研究

设计了一种由滑动型和普通型橡胶支座组合而成的楼面隔震装置，通过振动台试验验证，滑移时的摩擦系数约为０．０１—０．０３，装置的隔震力学行为可以用双线性模型来模拟，只要第二刚度设计得当，这种装置的隔震效果可达５０％～８０％。

非线性滑动隔震结构地震响应特性及其突变性分析

利用渐近解法 (KBM) ,给出了非线性滑动隔震结构地震响应的渐近解 ,进而给出了振幅 -频率响应的计算结果 ,并分析了系统响应突变的复杂特性。分析结果表明 ,系统参数的微小变化使响应振幅及其突变值、振幅响应的不稳定区域等特性明显变化 ,即系统响应特性对参数变化非常敏感 ;同时 ,由于系统阻尼的耗能作用 ,当阻尼较大或激振力、非线性参数较小时 ,非线性引起的突变现象消失 ,产生“伪线性性质”。分析得到的这些结论对系统的隔震设计有重要的参考价值。

建筑物滑动隔震试验研究及计算分析

本文进行了振动台上的刚体、单层模型及两层模型滑动隔震试验。提出了具有限位装置的滑动隔震体系的计算模型、运动方程及滑动判别条件,并编制了隔震及不隔震体系地震反应的计算程序。计算结果与试验结果符合较好。对隔震规律进行了分析。

应用滑动隔震系统的建筑抗震性能分析

集中阐述了真实地震下结构的地震反应,并将设置有滑动隔震支座的模型地震反应与一般的模型地震反应进行了总结,评估和比较。研究表明,滑动隔震支座中的滑动摩擦系数,结构阻尼对于保护结构不受破坏至关重要,同时这些参数对于上部结构的地震反应在不同高度楼层位置作用不一,滑动隔震支座在强烈地震中的隔震性能较非强烈地震高,竖向地震作用对于楼板中的应力强度影响最大,因此具有较大阻尼的竖向隔震系统有利于保护楼板不受破坏。

滑动摩擦隔震桥梁振动台试验研究

滑动摩擦隔震支座具有良好的耗能能力、较大水平位移能力和较好的耐久性能,为桥梁减隔震设计提供了一种新方法。本文针对分别安装有单球面摩擦摆支座、双凹面摩擦摆支座、多球面滑动摩擦支座的3种隔震桥梁模型开展了振动台试验研究。通过观察和量测模型桥梁位移、加速度等反应,得出采用3种滑动摩擦支座的隔震桥梁反应特性和隔震效果。由此可知,滑动摩擦隔震支座能有效减小地震对桥梁上部结构的影响,滑动摩擦隔震支座的自振周期与桥梁上部结构无关,只与支座摩擦系数和等效曲率半径相关。

多球面滑动摩擦隔震支座的设计原理和理论模型

介绍一种用于桥梁抗震的多球面滑动摩擦隔震支座,分析这种支座的设计原理,阐明其构造特点,分析了其工作机理和滑动隔震过程,并由此建立了该隔震支座的力—位移关系恢复力模型。理论分析表明,该支座除具备完善的减隔震支座所要求的功能之外,还构造简单、隔震机理清楚、数学物理模型明确,能够满足实际应用中简单性的要求。此外,该支座在不同强度的外部激励下,可以表现出不同的阻尼和刚度。并且具备单独优化性能,即该支座可以基于多性能目标或多水准地震,对于给定的桥梁隔震系统的各个参数分别进行优化。这两种特性使得该支座适合多水准地震动作用下,基于性能的隔震桥梁抗震设计。

限位装置对滑动摩擦隔震桥梁地震反应的影响研究

为防止滑动摩擦隔震桥梁位移过大对临跨造成不利的影响,可在桥墩上设置限位装置限制墩梁相对滑动位移,降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移。本文提出了滑动摩擦隔震支座和限位装置同时使用的抗震构造措施,利用滑动摩擦隔震支座降低固定墩的地震反应,利用限位装置降低墩梁相对滑动位移。建立了同时考虑支座滑动摩擦非线性、限位装置接触碰撞及其材料非线性和桥墩材料非线性的桥梁结构非线性地震反应分析模型,改变活动支座摩擦系数、限位装置与梁体之间的碰撞初始间隙等参数,进行了非线性时程反应分析,针对限位装置对滑动摩擦隔震桥梁的非线性地震反应的影响进行了综合分析。研究表明,限位装置对于限制滑动摩擦隔震桥梁的梁部位移、均衡地震动输入能量在各墩之间的分配有着较大的作用。设计时可通过详细的有限元分析,改变限位装置的间距、刚度等设计参数,使限位装置起到降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移而不显著增加固定墩地震反应的作用。

滑动式文物隔震支座性能试验及设计方法

每一次地震都会对馆藏文物造成巨大的威胁。为避免地震对博物馆文物造成不可估量的损害,研制了一种滑动式文物隔震支座。利用水平振动台对多条地震波激励下的滑动式文物隔震支座进行隔震性能试验,并检验隔震支座隔震效果。然后,建立滑动式文物隔震支座–展柜体系的有限元模型进行地震响应分析,并与试验结果对比,验证有限元模型的有效性;利用有限元模型探究隔震支座滑轨摩擦系数和隔震支座上覆展柜质量对隔震支座隔震性能的影响。最后,提出一种滑动式文物隔震支座的设计方法,并以实际展柜为例,对所提设计方法的有效性进行验证。结果表明:本滑动式文物隔震支座具有良好的隔震性能,隔震支座的隔震率随着输入的地震波峰值加速度的增加而增加;在相同峰值加速度条件下,隔震支座的隔震率随着地震波卓越频率的增加而增加;改变滑动式文物隔震支座的滑轨摩擦系数或上覆展柜质量并不会影响滑动式文物隔震支座最佳周期,较低的滑轨摩擦系数更有利于提高隔震系统的隔震性能;上覆展柜质量的变化对展台面加速度及滑动式文物隔震支座位移响应的影响较小。滑动式文物隔震支座能有效减小文物的地震响应,保护博物馆内展陈文物的安全,所提出的设计方法可为实际馆藏文物防震需求提供指导。

底层框架砌体建筑隔震控制研究

基于系统的振动微分方程,计算分析了底层框架砖砌体结构滑动隔震的有效性。结果表明,基底隔震控制使上部结构的最大振动响应尤其是底层框架的层间位移显著降低。

底框砌体滑移隔震结构的优化设计研究

针对底层框架砌体滑移隔震结构的特点,构建了系统的优化设计数学模型;通过计算分析,探讨了地震作用下结构的优化设计问题;给出了结构最大地震反应随设计参数的变化规律和设计变量的优化解。

双滑动面摩擦摆隔震支座的隔震效果

以Lagrange方程和龙格-库塔方法为基本方法,采用MATLAB编制求解程序,计算了在一个7层结构中设置双滑动面摩擦摆隔震系统的地震动力反应,并与未设置隔震系统的数值比较分析了双滑动面摩擦摆隔震系统的性能,分析与计算结果表明:结构基础设置双滑动面摩擦摆支座具有明显的隔震效果,当μ=0.01、r=3.5时隔震效果已达70%左右。

建筑隔震结构的发展及应用研究

本文对建筑隔震结构的概念、以及隔震层组成、隔震支座构造进行了介绍,概括了隔震结构的发展及工程应用情况。说明隔震结构的应用具有明显的经济效益和社会效益,是今后的发展趋势。

基于组合支座的大底盘双塔隔震结构性能研究

采用弹性时程方法,对采用带铅芯的橡胶隔震支座与滑动隔震支座的组合布置形式的大底盘双塔高层隔震结构进行地震响应分析。主要包括结构的减震系数、结构层间位移曲线等。带铅芯的隔震支座主要布置在框架柱下,滑动隔震支座与橡胶隔震支座主要联合布置于中心核心筒下。结果表明,在多遇地震作用下,带铅芯的隔震支座可以提供有效的结构刚度及阻尼,滑动隔震支座可以最大程度的将地震能量转化为动能,高效率的调节隔震层的整体刚度。通过支座的合理布置形式,隔震结构的地震作用显著降低,水平减震效果非常明显。层间位移主要集中在隔震层,上部结构呈现为明显的整体平动。

新型多功能复摩擦摆隔震支座的滞回特性试验研究

基于性能试验,研究了一种新型多功能复摩擦支座(multifunctional double friction pendulum bearing,MDFPB)的滞回特性。首先,研制了用于MDFPB的NiTi记忆合金(NiTi shape memory alloy)拉索。在此基础上,设计并制作了MDFPB试件,对其进行了拟静力试验研究,分别考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对MDFPB的恢复力-位移滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:MDFPB的耗能能力优良,且具有明显的自适应能力;此新型球面滑动隔震支座在各种试验条件下展现出颇为类似的非线性恢复力曲线和稳定的力学性能。

厦漳跨海大桥引桥隔震效果分析

厦漳大桥地处地震高烈度区。为了解决其抗震问题,厦漳大桥北汊南引桥采用普通铅芯隔震橡胶支座和滑动限位式铅芯隔震橡胶支座混合隔震,本文通过有限元软件Ansys对其进行有限元动力分析,并与全部采用普通铅芯隔震橡胶支座对比,从理论上验证隔震支座的减震效果。

多球面滑动摩擦隔震支座计算模型及其试验确认

为了满足近海高烈度区隔震桥梁支座大吨位、大位移和耐久性需求,开发出多球面滑动摩擦隔震支座,阐明了这种隔震支座的构造特点、工作机理和滑动机制,建立了其力-位移关系非线性恢复力模型,进而给出了各滑动面摩擦因数相等时支座的力-位移关系式,并对该支座的力学性能进行了试验研究,对其各摩擦面的滑动顺序机制和非线性恢复力模型进行了试验确认。结果表明:理论分析的支座滑动先后顺序与试验过程中观察到的完全一致,支座试验所得力-位移滞回曲线和理论分析结果十分吻合;此多球面滑动摩擦隔震支座具有良好的耗能能力和足够的水平位移,而且在不同强度的外部激励下表现出刚度和阻尼的自适应性能,适用于多水准地震动下基于性能的隔震桥梁抗震设计。

SMA弹簧—摩擦支座的滞回性能研究

研究一种新型形状记忆合金弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,SFB)的滞回性能。首先,研制了可用于SFB的大尺寸超弹性NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上,加工制作了SFB试件实物模型,对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对SFB恢复力-位移曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦因数的影响。最后,将SMA螺旋弹簧恢复力模型和摩擦力模型相叠加,建立了SFB的恢复力模型,利用该模型进行了数值模拟。研究结果表明:SFB可提供饱满的滞回曲线,耗能能力较强,且具有一定的复位能力;数值结果与试验结果吻合较好,验证了SFB恢复力模型的正确性。

SMA弹簧-摩擦支座滞回性能试验研究

通过试验研究了一种新型SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)的滞回性能。首先,研制了大尺寸NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上,加工制作了SFB试件实物模型,对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对SFB的恢复力-位移曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:SFB在水平方向呈现独特的恢复力-位移曲线;SFB的滞回曲线饱满、耗能能力较好,且具有一定的复位能力;竖向压力、位移幅值对SFB力学参数有一定影响,而在试验加载频率区间其力学参数较为稳定。