近断层地震作用下设备-结构耦合隔震体系动力响应分析

建立设备-结构耦合隔震体系模型,选取近断层脉冲型和非脉冲型地震波各50条,计算耦合隔震体系的动力响应。分析表明,近断层脉冲型地震动对耦合隔震体系的影响大于非脉冲型地震动,且对主体结构的影响大于对设备的影响;近断层脉冲型地震作用下的隔震层位移、层间位移、楼层加速度、设备加速度和设备位移的平均响应分别达到非脉冲型地震作用的2.25倍、2.17倍、2.24倍、1.17倍和1.20倍。进行设备-结构耦合隔震体系设计时,需考虑近断层地震动脉冲作用的影响,同时需注意引起主体结构和设备最大响应的地震动不一定相同。

设备周期比对设备-结构耦合隔震体系近断层地震响应影响分析

设备-基础隔震结构耦合体系的地震响应影响因素较多,为研究设备与基础隔震结构的周期比对耦合体系地震响应的影响,利用有限元软件Abaqus建立了一个5层钢框架隔震结构模型,将设备设置于结构顶层,输入3条近断层地震波,分析设备与结构周期比变化对耦合隔震体系的隔震层位移、楼层层间位移、楼层加速度和设备位移等动力响应的影响。结果表明,随着设备周期与结构基本周期接近,隔震层位移、楼层层间位移、楼层加速度呈逐渐减小的趋势,设备位移呈增大趋势;设备与结构间的耦合作用可减小结构和设备的动力响应,在设备周期接近结构周期时较为明显,隔震层位移、楼层层间位移、结构加速度和设备位移可分别减小26.92%、27.18%、14.34%、9.63%。

设备质量比对设备-结构耦合隔震体系近断层地震响应影响分析

建立设备-结构耦合隔震体系模型,选取近断层地震波,分析设备质量比变化对耦合隔震体系的隔震层位移、楼层层间位移、楼层加速度和设备位移等动力响应的影响。结果表明,随着设备质量比的增大,设备的自振周期与主体结构的自振周期接近,设备与主体结构相互作用增强,对结构体系的动力响应影响明显,隔震层位移、楼层层间位移、楼层加速度呈逐渐减小的趋势,设备位移呈逐渐增大的趋势。

地震作用下结构-设备耦合体系动力相互作用研究

为了研究结构系统与设备系统的动力相互作用,设计并制作了1个由钢筋混凝土框架结构和钢结构单自由度振子组成的结构-设备耦合体系模型,并进行了振动台试验。试验测试了模型结构在不同地震波峰值加速度下的动力特性、位移反应和动应变。根据试验结果,分析了耦合系统的受力过程和破坏机理。采用ABAQUS进行有限元分析,分析了设备与结构不同质量比参数情况下,耦合模型和堆聚质量模型频率特性以及地震响应的差异。研究表明:在地震作用下会形成非线性结构-弹性设备的耦合体系;结构屈服后设备的动力放大系数小于屈服前的放大系数;耦合体系的计算频率小于堆聚质量体系的计算结果,地震响应大于集中堆聚体系,质量比越大,两者的差异也越大。