建筑结构隔震技术研究进展

建筑结构隔震技术通过在建筑结构底部或中间楼层设置隔震装置,延长结构的自振周期,并提供适当的阻尼使得结构的响应大幅度减小,能够更有效地保护房屋结构以及室内设备的安全,可显著提升建筑震后功能可恢复能力。目前建筑结构隔震技术已经有较为成熟的技术产品和工程应用,已广泛应用于住宅、医院、学校、博物馆和图书馆等建筑中。随着《建设工程抗震管理条例》的颁布,预期隔震技术将有更广阔的应用场景。隔震建筑也将逐步从低层、简单建筑结构向高层、复杂建筑结构的方向发展。目前常用的隔震装置存在着抗拉能力不足、对竖向地震或竖向环境振动减振效果不足、控制频宽窄、适应性不足以及使用状态及损伤状态难以监测等问题。为此,众多学者针对以上问题进行了深入研究,开发了抗拉隔震支座、三维隔震(振)支座、半主动隔震支座和隔震支座的健康监测系统,为扩展隔震技术的应用范围提供了解决方法。目前,相关研究偏重于新型隔震装置的性能研究,未来应全面考虑新型隔震装置对于建筑的影响,提出配套的设计方法,并进行示范性工程应用,加快隔震技术的推广。

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。

双层隔震梁结构关键施工技术

以北京市城市规划设计研究院新建业务综合楼为载体,针对狭窄环境下核心筒结构隔震支墩、地下结构劲性双层隔震框架梁、超高隔震沟外墙等关键施工部位,合理地进行隔震支座与主体结构的节点深化,优化隔震支座与框架结构的连接工艺措施,调整隔震沟外墙与支护结构的施工工艺,重视韧性结构关键节点的质量与安全,取得了良好的技术经济效益,值得类似项目借鉴。

楼板隔声技术的工程实测对比研究

选择5项在建工程项目进行楼板隔声技术的隔声效果实测对比。结果表明,隔声瓷砖楼板的隔声性能最好,楼板撞击声压级均值为66.0 dB,且检测结果稳定。隔声涂料和隔声砂浆(铺了普通瓷砖)楼板的隔声性能不理想,楼板撞击声压级均值分别为75.6 dB和75.0 dB,并且检测结果在绿色建筑控制项要求限值上下波动较大。

某轨道交通上盖隔振结构抗震性能分析

基底隔振技术作为解决轨道交通上盖建筑振动和噪声污染的有效措施,在国内项目中的应用并不广泛,尤其是局部隔振结构,目前尚无规范标准对其进行指导。以福州长乐区某轨道交通上盖建筑为背景,对比了非隔振结构、整体隔振结构以及不同比例局部隔振结构的抗震性能指标,得出局部隔振结构可以满足抗震设防要求,且小范围的局部隔振与非隔振结构抗震性能基本一致。通过动力时程分析,在罕遇地震工况下,局部隔振结构在隔振区相邻的非隔振竖向构件存在剪力增大较多的情况,需采取措施避免构件发生剪切破坏。

低频非线性浮筏隔振装置设计及特性研究

低频振动噪声影响水下装备声隐身性能。在原气囊隔振装置基础上,通过结构改进设计,使得侧向气囊能够为系统提供负刚度,通过与垂向气囊并联,设计了一种新型非线性浮筏隔振装置,提升了隔振装置的低频隔振能力。新型隔振装置由“侧向气囊-万向节-垂向气囊”非线性隔振器组和浮筏组成。分析了侧向气囊为系统提供负刚度原理,建立了非线性浮筏隔振装置六自由度动力学模型,设计了新型隔振装置样机并开展了相关性能试验。理论分析和试验结果表明,新型非线性浮筏隔振系统垂向一阶固有频率约为原系统的50%,垂向隔振性能提升了约6 dB,侧向隔振性能与原系统相当。此外,也研究了非线性浮筏隔振系统的摇摆稳定性。研究结果表明,在重载情况下,新系统能够具备较好的摇摆稳定性。

微振动模拟与主被动隔振一体化实验平台

针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求,设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台,并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中,被动隔振由气浮支撑实现,主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰,微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明,平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz,被动隔振系统能大幅抑制10~200 Hz频段内的地面微振动;主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱,在特定频谱的扰动模拟实验中,幅值最大误差为5.9%,在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。

饱和地基水泥土复合桩近场主动隔振的BEM-FEM耦合分析

人工振动污染是当前城市发展过程中面临的一个难题,单排或多排桩是人工振动污染防治的一种重要方式。传统基桩施工容易造成泥浆污染、振动等各种负面环境问题,而水泥土复合桩是一种低振动、低噪声、无挤土、少排泥浆的新型基桩,特别适合在城区构建排桩屏障。针对饱和地基中单排水泥土复合桩的近场主动隔振问题,建立了动力机器基础环境振动影响的半解析BEM方程;在此基础上,分别采用半解析BEM对饱和地基、FEM对水泥土复合桩进行建模,根据饱和地基-水泥土桩接触面的平衡和相容条件,建立了水泥土复合桩近场主动隔振的半解析BEM-FEM耦合方程,给出了耦合方程稀疏矩阵的存储策略,并对单排水泥土复合桩的近场主动隔振效果进行了计算分析。研究结果表明:单排水泥土复合桩能够有效地对动力机器基础引起环境振动进行隔振;等长芯桩复合桩的隔振效果要优于短芯桩。单排水泥土复合桩的隔振效果随着桩数的增加而逐渐提高;较小桩间距并不一定取得更好的隔振效果,建议相邻桩桩间净距取2.0~2.5λ_(R)(Rayleigh波波长)。随着单排水泥土复合桩距振源距离的增加,屏障隔振效果逐渐降低,但降低幅度相对较小。此外,对水泥土复合桩而言,当内插预制桩的外轮廓尺寸相同时,预制芯桩型式对水泥土复合桩隔振效果影响相对较小,可根据实际工程条件选择合适的芯桩类型。

摩擦阻尼器组合支座的隔震优化对比

为解决一种摩擦阻尼器组合隔震支座的有效性及计算方法的问题,研究了用于结构设计有限元建模的组合元件计算模型,包括水平向、竖向刚度和滞回模型。使用有限元软件SAP2000,对比研究了布置有该组合支座的优化隔震方案和传统橡胶支座的隔震优化方案在高宽比不同的高层框架剪力墙筒体结构的抗震性能。结果表明:与传统隔震支座方案相比,组合隔震支座隔震方案可适当延长结构自振周期,减小隔震层侧移,有效降低支座拉应力,提高支座的抗倾覆能力和支座耗能,还可有效降低上部结构的层间剪力及侧移等地震响应,证明组合隔震支座方案较传统隔震支座方案综合性收效明显。

电机设备三维隔震试验研究

针对核电设备设计研制了三维隔震支座,以核电设备常用的电机为例,对其三维隔震性能开展了振动台试验研究,获得了电机设备典型部位的隔震动力响应,通过对比振动台台面数据与设备测点位置的数据来验证隔震支座的隔震效果。结果表明:随着输入地震动峰值增大,隔震支座的隔震效率差别微小,隔震效果比较稳定,说明隔震支座对电机设备起到了良好的隔震作用。

自复位浮置物隔震系统的动力试验与数值分析

提出了一种自复位浮置物隔震系统,该系统采用双层正交导轨隔离水平地震,并通过预拉弹簧绳实现自复位。考虑系统摩擦与弹簧绳刚度,建立了自复位浮置物隔震系统的理论模型,完成了不同工况下的隔震系统振动台试验,结果表明输入地震波的加速度峰值越高,隔震系统的隔震率也会相应提升。在输入地震波加速度峰值为0.15、0.2、0.4、0.62 g时,隔震系统平均隔震率分别为50%、58%、75%、82%。在相同峰值的地震波及楼面波地震动输入下,隔震系统均具有良好的隔震效果且能够实现系统自复位。最后建立了浮置物隔震支座-浮置物体系的有限元模型,验证了隔震系统理论模型的有效性。

元坝隔层型底水气藏水侵动态实验模拟研究

元坝长兴组生物礁储层纵向发育多期生物礁,不同期次礁体之间均发育不同程度的不渗透隔层、低渗透隔层,纵横向展布连续性差,隔层如何影响底水水侵动态是气藏开发关注的重点和难点.本文首次设计了7组无隔层、低渗透隔层、不渗透隔层型底水水侵全直径岩心物理模拟实验:主要包括无隔层型、不渗透隔层型和低渗透隔型底水水侵模拟对比实验,不渗透隔层型底水在不同衰竭速度下的水侵动态模拟实验,不同厚度低渗透隔层水侵动态模拟实验.实验结果表明,隔层型底水气藏水侵可划分为以天然气弹性能为主要驱动能的弹性气驱、受天然气弹性能与底水水体补能共同作用的水体补能及受水侵储层伤害控制的气水同产三类渗流阶段,隔层、低采速、高厚度隔层能够抑制底水过快水侵到井底,提高气藏开发效果.基于无隔层、有隔层型底水水侵渗流阶段的差异性建立了水侵模式诊断曲线,为明确底水气藏模式提供了理论支撑.

民用建筑减隔震技术研究现状综述

中国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,是一个震灾严重的国家。传统刚性结构和延性结构虽然能够在一定程度上抵抗地震的破坏,但效果仍不尽人意。针对以上情况,统计了近年来学者通过大量试验和理论分析对建筑的减隔震技术的研究成果,归纳总结了国内外基础减隔震技术、层间减隔震技术、岩土减隔震技术和组合减隔震技术的研究现状,并对其研究方向作了展望。

基于深度学习的隔震构造节点检测方法

为提高隔震构造节点的检测效率和效果并实现其自动化检测,按构造做法将隔震构造节点分为设置水平隔震缝构造节点、设置竖向隔震缝构造节点和管线设置柔性连接构造节点3类.选取设置水平隔震缝的隔震构造节点,根据其检测要求和缺陷特征,提出了一种基于深度学习的隔震构造节点检测方法.通过实地拍摄国内128个隔震工程的隔震构造节点图像,建立并标定了隔震构造节点数据集,将深度残差网络模型与迁移学习技术相结合,构建了隔震构造节点检测模型.结果表明,该模型在测试集上的识别准确率达到98.4%,F_(1)分值为0.984,可较好地提取水平隔震缝特征,准确判断隔震构造节点是否存在水平隔震缝缺陷,从而实现设置水平隔震缝构造节点的自动检测.

改良隔药脐灸联合敷贴序贯治疗小儿厌食症(脾气虚证)的临床观察

目的:探究与分析改良隔药脐灸联合敷贴序贯治疗小儿厌食症(脾气虚证)的临床疗效及对预后复发的影响。方法:选取我院2019年2月至2022年3月收治的小儿厌食症(脾气虚证)120例患儿,采取随机数字表法将其随机分为3组,每组各40例,对照组采用中药制剂厌食贴外敷治疗;治疗A组在对照组的基础上加用传统隔姜脐灸治疗;在对照组的基础上治疗B组加用改良隔药脐灸治疗,3组患儿均连续治疗4周,对比3组患儿的临床疗效、治疗前后主症积分和次症积分,同时对比3组治疗后4周、8周及12周的复发率。结果:治疗B组、治疗A组、对照组临床总有效率分别为95.00%(38/40)、80.00%(32/40)、62.5%(25/40),治疗B组临床总有效率均高于治疗A组和对照组(P<0.05)。3组患儿治疗后主症积分及次症积分均较治疗前降低,治疗B组患儿治疗后主症积分及次症积分均低于治疗A组、对照组,治疗A组患儿治疗后主症积分及次症积分均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。随访8周时,治疗B组复发率[2.50%(1/40)]低于对照组[20.00%(8/40)],随访12周时,治疗B组复发率[2.50%(1/40)]低于治疗A组[17.50%(7/40)]和对照组[30.00%(12/40)],差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:改良隔药脐灸与敷贴序贯联合治疗小儿厌食症(脾气虚证)可获得显著的临床疗效,促进改善患儿的临床症状及体征,同时在短期时间内有效避免了疾病的复发,具有较高的应用价值。

装配式隔震结构隔震节点抗震性能研究

分析装配式隔震结构设计、应用的目的,探讨隔震节点设计对于装配式隔震结构抗震性能的影响,以装配试件、现浇试件作为试验对象,进行试验设计,基于滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性系数以及累积滞变能量,评价其抗震性能。

金属橡胶复合隔振器的动静态性能

设计一种对称式金属橡胶与线弹簧复合的隔振器,基于整体隔振,考虑安装板的柔性因素,建立相应的等效线性动力学模型.通过准静态力学试验,分析线弹簧刚度、金属橡胶密度和加载位移对金属橡胶复合隔振器准静态性能的影响.同时,进行随机振动试验,研究金属橡胶复合隔振器在整体隔振中的隔振性能.试验结果表明,复合样件的刚度特性趋向于线性效果.金属橡胶复合隔振器在谐振点处的峰值衰减是线弹簧隔振器的5倍以上,且系统的随机振动响应在频段0.12~2.00 kHz内都有较大程度的衰减.

高烈度区快速施工跨线桥基础隔震性能研究

为适应高烈度区跨线桥快速施工的需要,提出基础隔震跨线桥的设计理念。以某2×25m高速公路跨线桥为工程背景,将铅芯橡胶支座作为基础隔震装置进行研究。采用Midas/Civil建立桥梁动力分析模型,选取7条时程曲线作为地震动输入,对跨线桥进行顺桥向和横桥向时程分析,对比采用基础隔震体系前后跨线桥抗震性能的变化,并分析弹性挡块对跨线桥地震位移的控制效果。结果表明:基础隔震跨线桥将主梁与中墩作为整体预制安装,最大限度地减少了现场作业时间,理论上可作为跨线桥快速施工的一种方式;相比于常规结构体系,基础隔震体系既能降低中墩地震内力,又能减小梁端支座位移,可显著提升跨线桥在顺桥向和横桥向的抗震性能;弹性挡块可有效控制基础隔震跨线桥的地震位移,但使得桥墩的地震内力明显增大,设计时应注意二者的平衡,合理选择弹性挡块的力学参数。

桥梁磁流变隔震支座实桥减震性能分析

在桥梁结构设计与建设中,利用减隔震支座来避免或减小地震对桥梁支座结构的损害是一种常用的方法,常见的桥梁减隔震装置有阻尼器、减隔震支座及减隔震伸缩装置等。其中,减隔震支座能很好地支承桥梁结构,为其提供水平方向的柔度,尽可能减小桥梁结构对地震能量波的响应,从而达到抗震效果。本文分析磁流变减隔震支座这一新型减隔震装置的减震性能。

一种双简支―悬臂梁反共振隔振器设计分析与试验

[目的]为探究三元件型反共振隔振器的实现形式,提出一种由一根悬臂端含质量块的双简支-悬臂梁与一根双支撑梁所组成的机械装置(BAVI)。[方法]首先,分析双简支-悬臂梁的动态特性,推导其阻抗方程;然后,根据驱动点阻抗函数综合其低阶模型是单惯容与单弹簧二元件的串联结构,并解析低阶模型的等效参数;最后,通过装置试件设计与试验,验证其反共振特性和理论方法有效性,并在此基础上分析装置刚度特性及不同阻尼形式的效果。[结果]结果表明,当跨度比共振隔振器结构,具有“高静低动”刚度特性;在双简支-悬臂梁上采取阻尼措施后,可实现隔振区传递率以最大速率衰减的同时抑制共振峰的效果。[结论]所提机械装置证明了三元件型反共振隔振器的可实现性,提供了一种简易可行的工程结构。