RC框架消能减震结构的地震易损性分析

消能减震结构在减震后需要进行减震结构损伤水平的评估以及结构可靠度和地震易损性的研究。文章以钢筋混凝土框架结构为研究对象,以黏滞阻尼器为消能减震装置,采用有限元分析软件ETABS建立消能减震模型并进行传统的小震作用下的弹性时程分析和基于增量动力分析的地震易损性分析,参考结构在不同强度的地震动作用下到达各极限状态的量化指标得到其对应的地震易损性概率,由此确定结构在不同地震动作用下处于各个不同性能水准下的失效概率。结果表明:在设置黏滞阻尼器之后,结构的抗震性能得到有效提升,可以满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的性能指标;同时,基于增量动力分析的地震易损性分析也可以为实际工程的减震设计、灾害评估和未来的地震损失预测提供简明有力的参考依据。

天然橡胶在减震降噪领域的研究进展

本文主要介绍了天然橡胶的研究进展以及其在减振降噪领域的应用;提出了天然橡胶在减振降噪领域面临的主要问题以及未来发展趋势和面临的挑战,为天然橡胶的广泛应用提供参考。

高烈度区设置摩擦阻尼器等效刚度及减震结构附加阻尼比取值研究

以某高地震烈度区住宅工程为背景,结构形式为剪力墙结构,并在X、Y两个主轴方向设置连梁阻尼器进行消能减震结构设计,由于连梁阻尼器的非线性属性,对消能减震结构进行动力时程反应分析,重点介绍了连梁阻尼器等效刚度及减震结构附加阻尼比的计算步骤及取值方法建议。为了后续施工图设计阶段的便捷,提出采用等效模型振型分解反应谱法的计算分析。结果表明,通过能量消耗原理计算的连梁阻尼器等效刚度及减震结构附加阻尼比的取值方法合理可行,等效模型和真实非线性模型相似度高且偏于安全。利用振型分解反应谱法计算分析的等效结构各种计算指标和结果均满足规范要求,说明采用等效结构进行结构配筋设计是安全可靠的。最后,对消能减震结构进行了大震弹塑性分析,通过滞回曲线看到连梁阻尼器在提供抗侧刚度的同时耗能明显,有效保护了主体结构构件的损伤,且大震弹塑性位移角满足规范相应要求。

不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应研究

为探究不同地震激励下大跨度跨海斜拉桥地震响应与减震效应,首先基于有限元软件建立某跨海大桥三维空间有限元模型,并给出了桥梁的结构自振特性;其次基于桥址处的场地条件选取了多种类型的地震动,作为后续动力响应分析的地震动;最后基于非线性时程分析法,研究了多种复杂地震作用下的结构动力响应,并对阻尼参数进行研究,探究该斜拉桥的阻尼器减震方案。研究表明:纵向+竖向地震下的桥塔内力最大,剪力和弯矩最大分别为2.46×10^(4)kN和4.53×10^(5)kN·m;越靠近边索,拉索轴力和应力越大;脉冲地震下的主梁跨中竖向位移振幅最大,约为0.8m,而主梁纵向、塔顶纵向位移相对较小,最大约为199.076mm;当桥塔处采用的液体黏滞阻尼器参数均为α=0.3、C=6000时,可以达到最优的减震效果。相较于无阻尼器状态,塔底弯矩减小了31.8%~42.7%,塔底剪力减小了8.8%~13.5%,塔顶位移减小了39.8%~41.9%。

橡胶支座应用于地铁车站结构减震设计方法研究

参考建筑工程和桥梁工程中橡胶支座相关的设计方法和要求,基于地下结构的受力特性和地震反应特点,提出1套橡胶支座应用于地铁车站结构的减震设计方法。同时,以某实际两层两跨地铁车站为对象,采用有限元方法构建土-结构非线性全时程动力分析模型,橡胶支座采用精细化实体建模。基于该模型对有、无橡胶支座工况下地铁车站结构的地震反应进行对比分析。研究发现柱子布设橡胶支座后其损伤程度、层间位移与内力均显著降低,结果表明,橡胶支座布设于中柱端部后起到良好的减震效果,从而验证所提出的橡胶支座应用于地铁车站结构减震设计方法的有效性。

框剪结构减震设计流程及注意事项

北京某社区卫生服务中心,根据《建设工程抗震管理条例》应满足中震设防下正常使用需求,并应采用减隔震技术。为满足要求,本工程采用框架剪力墙的结构形式,通过合理设置VFG阻尼墙的方式,使结构满足中震下位移角要求,总结设计过程中的相关经验,供后续相似案例进行参考。

新型NPR锚杆支护系统抗动力冲击试验研究

为应对深部洞室开挖过程中可能出现的高应力岩爆、冲击地压及外部爆炸等动力冲击作用下造成的洞室围岩非线性大变形,何满潮院士研究团队研发了具有均匀大变形、颈缩明显消失、屈服平台消失等实验现象的2G-NPR(Second Generation Negative Poisson’s Ratio)锚杆新材料,并在此基础上,形成了2G-NPR锚杆支护工程岩体的刚柔性结构系统大变形控制技术。为了深入研究爆炸强冲击作用下2G-NPR锚杆支护工程岩体的整体动态响应规律及力学行为,后续将其应用于国防和人防工程中。在爆炸试验现场研究了爆炸冲击波在花岗岩中的衰减模型,确定了爆炸所需的装药参数,获得了PR锚杆支护复合结构和2G-NPR锚杆支护复合结构洞室的支护参数;对比研究了在爆炸冲击过程中2种不同支护体系中拱顶峰值压力、拱顶拱肩拱底加速度、锚杆轴力以及围岩的动力学响应和相互作用规律,揭示了不同支护洞室的抗冲防爆特性及其破坏模式。研究结果表明:2G-NPR锚杆能抵抗更强的平面冲击载荷,能量吸收分摊比例占比高,在地下防爆支护中具有显著能量吸收特征,能够起到传统锚杆支护无法比拟的支护效果。此外,针对地下洞室开挖引起围岩应力状态的改变,提出洞室开挖应力补偿理论,并得到了锚杆锚固端各应力分量和位移分量的理论解,为后续洞室支护研究提供理论参考。

兰州环球港负刚度阻尼伸臂结构设计

兰州环球港项目地处8度设防烈度区,超高层塔楼建筑顶部高度317m,结构高度248m。考虑刚性伸臂引起的结构竖向刚度突变及普通阻尼伸臂耗能较小,在超高层塔楼中创新性地采用了带负刚度阻尼伸臂的钢框架-混凝土核心筒结构体系。负刚度阻尼伸臂是在普通阻尼伸臂基础上增设负刚度装置而成,由于负刚度装置对运动的促进作用,阻尼器行程得到放大,其耗能效果也得到提高。分析结果表明,采用负刚度阻尼伸臂后,结构的附加阻尼比得到显著提升,并以很少的阻尼器用量获得更好的降低位移和加速度的性能。

具有减震效果的机电设备安装台的设计

很多动力设备使用的过程中均会产生震动,并且大部分设备安装座与地面刚性连接,其底座又普遍采用工字钢或槽钢焊接而成。长时间的震动不仅会产生噪音,也会造成设备连接的松动,让设备零件间的磨损加剧降低使用寿命。因此对现如今的一些动力设备,在安装基础时要设计适合的减震台,这样的话,设备对地面的冲击力就会减小,设备的噪音也会变小。基于上述问题与分析结果,本文设计了一款减震工作台,主要包括安装台、减震安装槽、夹持组件三大部分,实现了能快速夹持设备,提升工作效率,保障工作质量,延长设备寿命。

沿海地区隔震结构减震与抗风优化设计

沿海风载较大地区部分隔震结构的设计无法同时满足减震目标与隔震层抗风要求,为此设计了专用的抗风支座。以某实际工程为背景,建立多种不同隔震层布置下的结构计算模型并进行时程分析,对隔震结构的减震与抗风进行优化设计,最后通过有限元静力加载分析验证了抗风支座的有效性。计算结果表明:通过合理选择铅芯支座和抗风支座的数量并进行优化布置,可以解决沿海风载较大地区隔震结构减震效果与抗风设计难以协调的问题;建议设计时铅芯支座提供的水平承载力接近风载下隔震层的水平剪力标准值;抗风支座能满足设计要求,即风载和小震下参与隔震层工作,中震破坏退出工作。

框架-分布摇摆芯筒-核心筒结构体系力学模型及耗能减震性能分析

为了提高传统框架-核心筒(frame core tube, FCT)结构的经济性,提出框架-分布芯筒-核心筒(frame-distributed tube-core tube, FDCT)新型高层结构体系,用以减小传统筒体围合面积。进而提出框架-分布摇摆芯筒-核心筒(frame-distributed rocking tube-core tube, FDRCT)新型高层结构体系,改善FDCT因刚度削弱导致的抗震能力下降。根据FCT结构、FDCT结构和FDRCT结构的简化分析模型,基于Lagrange方程建立三种结构的动力方程。通过分析地震下结构的时程响应,针对分布摇摆芯筒的质量进行相关参数分析,证明附加摇摆体系的FDRCT结构具备优良的耗能减震性能。对三种结构分别进行了不同场地条件以及不同类型长周期地震波下动力时程分析,结果表明FDRCT结构在不同类型地震波下均有耗能减震效果,且在长周期地震波下更为优越。对三种结构的性能-利润总值进行评估,结果表明在不同类型地震波下FDRCT结构均可实现既能提升结构的经济性,也能保证结构在地震下的安全性能。

基于性能的不规则框架结构减震优化设计

以L形不规则框架结构为例,提出基于性能布置粘滞阻尼器进行消能减震设计。绘制了减震性能曲线,对不规则框架结构楼层平面不同位置所需粘滞阻尼器的参数进行优化分配,并对其减震效果进行分析。结果表明:基于性能的减震设计经过优化布置后,减震效果较未优化布置增强了3%左右,在设防地震和罕遇地震作用下,结构层间位移角、层间剪力均可得到有效降低且被控制在预期目标值内。

高烈度区多单体整体结构减隔震方案选型与集成优化

对于高烈度区近地震断裂带项目,抗震性能目标一般较难满足,如果不采用减隔震措施,会导致结构构件尺寸大,结构材料用量高,对建筑功能影响大。目前降低地震作用方法主要有减震和隔震两种。隔震可以大幅度降低地震作用,但对建筑功能影响大。减震降低地震作用效率相对于隔震低一些,但是对建筑功能影响小。目前商办项目采用不设缝多单体整体结构形式越来越多,但对其研究较少。首先对高烈度区项目减隔震设计原理、设计方法及设计要点进行总结。再以一个实际工程案例,说明了如何在实际工程中使用该方法,工程案例表明,减隔震方案选型可有效改善建筑功能、节约结构成本,另外,对于近地震断裂带高烈度区商办项目,采用多单体整体结构顶板隔震方案是最经济合理有效的结构方案。

核壳乳胶的制备及其对阻尼涂料性能的影响研究

本研究采用预乳化半连续滴加的方式,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯为主要单体,聚合出性能优异的核壳结构水性丙烯酸乳胶。探究了乳胶结构、交联剂及链转移剂对乳胶及水性阻尼涂料性能的影响。根据实际应用结果,进行乳胶配方优化,得出水性阻尼涂料用耐高温烘烤高阻尼乳胶优化配方。最终结果表明:当核壳比为3∶7,玻璃化转变温度分别为20℃与-10℃时,可以形成稳定的核壳结构。相比于普通结构乳胶,以该乳胶为主要原料制备的水性阻尼涂料,高温烘烤表面平整,有不起泡、无裂纹的特点,且阻尼值高。

建筑结构设计中的隔震减震措施研究

研究了建筑结构设计中的隔震减震措施,从常规技术措施和结构设计要点两方面出发,分析了隔震减震措施的具体应用,在不断丰富抗震设计规范和理论的基础上,提出通过设置隔震层、安装消能减震装置,能够更好地起到吸收散能作用,减少传递到建筑上部结构中的地震能量,从而实现更好的建筑抗震效果。

建筑结构融合性优化设计在消能减震设计中的研究

以某医院综合大楼结构设计为例,探索建筑、结构融合性优化设计方法,使针对特定建筑功能设计的结构体系具有适配建筑生态和功能环境的优势特色。以建筑生态体系的思想理念实现建筑、结构和其他支持系统功能的融合一体化,结构设计只有纳入建筑功能生态体系,才能融入性支撑建筑功能,并确保结构体系在寿命周期内各工况环境下安全可靠、经济合理的正常工作。

建筑结构设计中的隔震减震措施

通过分析当前建筑工程设计中隔震减震技术的运用,考虑到工程实际中常用的隔震减震设计和隔震减震构造运用过程中的一些问题,文章提出了相应的解决策略,以此实现整体建筑工程质量的良好保障目标。

基于性能的钢结构减震设计方法研究

【目的】为了满足社会发展需求,越来越多的钢结构建筑出现在人们的生活中,其中地震灾害是任何建筑物都要克服的困难。【方法】本研究通过介绍基于性能的抗震设计理论,并以现有的多层钢结构为模型,运用有限元分析软件Etabs对多层钢结构减震设计进行分析。【结果】通过建立三种减震结构模型,对其进行模拟分析。根据规范要求选取三条地震波,并对其进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析,并对比三阶振型,均满足规范要求。【结论】通过对比结构的层间位移、顶点加速度,发现增加屈曲约束支撑后的钢结构的减震效果明显,能有效提升结构的性能。

某8度区铁路站房结构减震分析设计

对8度地震设防区域某框架结构铁路站房采用屈曲约束支撑(BRB)减震技术,建立减震结构计算模型,并进行振型分解反应谱分析、弹性时程分析和弹塑性时程分析,研究结构在多遇地震作用下和罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明:采用屈曲约束支撑后,在多遇地震作用下该支撑可以为结构提供抗侧刚度、减小层间位移角;在罕遇地震作用下该支撑滞回曲线饱满,可以有效发挥耗能作用、减小结构塑性变形。与非减震结构设计方案对比,减震结构可以有效减小梁柱截面尺寸,并提高建筑空间使用效率。

空中爆炸冲击波下结构动响应及其抗冲击波设计研究进展

随着军事需求的不断增加,多种武器设备都会面临爆炸冲击波环境生存问题,例如,水下爆炸冲击波对船舶的作用、空中爆炸冲击波对飞机、导弹等结构的影响等,因此爆炸冲击波载荷作用下结构的动态响应及防护研究是一个急需关注的热点与难点问题。本研究主要对空中爆炸冲击波方向的研究进行了详细的梳理及综述。首先对空中爆炸冲击波载荷的参数经验公式计算、数值模拟及载荷试验验证研究进展进行了综述;进一步详细介绍了冲击波作用下平板结构、加筋结构及其他典型结构的动响应研究及抗冲击波结构设计进展,研究成果内容涉及爆炸冲击波作用下结构的理论与数值模拟方法研究、结构损伤及破坏效应研究、结构抗冲击波及防护设计研究、结构抗爆吸能特性研究、空中爆炸冲击波试验方法及验证研究等;最后基于目前已有的研究成果,从技术成熟的角度对此领域进行了总结与展望,并提出了几方面急需研究解决的关键技术问题,为后续的工程类结构抗冲击波设计研究提供参考。