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。

新型减隔震装置在高速铁路桥梁中的应用研究

研究目的:针对铁路简支梁桥的抗震设计特点,提出一种适用于高速铁路简支箱梁的新型软钢阻尼器———弹塑性限位减隔震装置,该装置可与常规桥梁支座共同作用,组成一种新的减隔震体系。以某高速铁路双线32 m简支箱梁为计算实例,结合试验研究成果,采用滑移三折线恢复力模型输入弹塑性限位减隔震装置的力学特性,利用非线性时程分析方法,对弹塑性限位减隔震装置的减隔震性能进行分析。研究结论:(1)采用滑移三折线模型,可以很好地模拟弹塑性限位减隔震装置的非线性特征,装置计算输出的滞回曲线与试验研究结果可以很好地吻合;(2)弹塑性限位减隔震装置可显著延长桥梁的自振周期,并通过装置的塑性变形耗能能力可以大幅降低桥墩的地震力,对于不同墩高的32 m简支箱梁桥,弹塑性限位减隔震装置均可以发挥良好的减隔震效果,罕遇地震下的减震率在55%以上,减震效果优良;(3)新型弹塑性限位减隔震装置,构造简单、施工方便、性能可靠,在工程造价有限增加的情况下,能以较小的代价将高速铁路常规简支梁桥的抗震设防等级由多遇地震提高到罕遇地震,社会与经济效应显著;(4)弹塑性限位减隔震装置可以有效地降低结构关键部位在地震作用下的位移,减小结构构件的地震力,确保结构在地震下的安全,在高速铁路桥梁抗震领域中将会有广阔的前景。

远场类谐和地震动作用下带限位装置滑移隔震结构地震响应分析

以一栋5层的滑移隔震结构为研究对象,采用具有限位功能的隔震装置,输入远场类谐和地震动和远场非谐和地震动,对比分析带限位装置滑移隔震结构在远场类谐和地震动作用下地震响应的变化规律。研究表明:带限位装置滑移隔震结构作为周期较长的柔性结构,对远场类谐和地震动较为敏感,远场类谐和地震动作用下层间位移、楼层加速度、层间剪力较之远场非谐和地震动作用下对应层的层间位移、楼层加速度、层间剪力都在增大,且随着地震烈度增加,层间位移、层间剪力的增加幅度在减小。两种地震动作用下隔震结构的地震响应基本都随地震烈度的增加而增大。在进行隔震结构设计时,要充分考虑远场类谐和地震动对带限位装置滑移隔震结构的影响。

自由滑移量对带限位装置滑移隔震结构地震响应的影响

以软钢圆锥棒作为消能限位器,二硫化钼作为摩擦材料,采用连续Bouc-Wen模型来模拟限位器的非线性恢复力,建立不同自由滑移量的带限位器基础滑移隔震结构的MATLAB/Simulink仿真模型,分析了5层隔震框架结构在不同状态时的动力特性,以及不同加速度峰值下El Centro波和天津波激励时的地震反应,并与试验结果进行了对比。结果表明:由试验结果推出的结构原型频率值和位移值与数值模拟结果较为接近,且加速度放大系数的试验值和仿真值吻合也较好,MATLAB/Simulink较好地实现了滑移隔震结构的地震响应仿真分析。随着自由滑移量的增大,上部结构的加速度变化不大,层间位移始终较小,隔震层的相对位移逐渐增大,而限位器的最大变形逐渐减小。

某隔震展馆水平限位设计与抗震性能研究

限位装置能够降低隔震结构大震下倾覆概率。研究结合某4层框架展馆,进行水平隔震与限位设计;选取适用于隔震展馆的限位装置参数限位间距(D)、限位刚度(K),建立限位-隔震结构分析模型,结合顶层加速度峰值、层加速度、层位移、层剪力峰值等指标展开抗震性能分析。结果表明,限位隔震结构与传统结构相比能降低上部加速度、层剪力响应,限位隔震结构层剪力峰值较隔震结构有放大现象,限位装置工作性能良好。

地震高烈度区高架桥减隔震措施设计

对于地震高烈度区城市高架桥,必须通过设定合理的抗震设防目标,进行系统减隔震设计。设计和施工中,必须合理采用一系列配套减隔震措施,使高架桥在地震作用时能有效控制结构的地震损伤,从而避免落梁等桥梁整体垮塌事故发生,减少经济损失,保障生命线工程的可靠性。

摩擦摆和铅芯橡胶支座在铁路钢混结合梁桥上选用对比研究

在地震烈度较高地区的铁路桥梁选择合适的减隔震支座以消耗地震能量,延长地震发生时桥梁的自振周期,是目前最为有效的减隔震手段。依托阿尔及利亚175铁路项目桥梁设计实例为工程背景,对摩擦摆支座和铅芯橡胶支座应用在铁路钢混结合梁桥上做对比研究,依据欧标和阿尔及利亚抗震规范进行分析计算,在使用铅芯橡胶支座条件下,创新采用在两跨梁端设置水平限位装置,解决了钢混结合梁桥应用铅芯橡胶支座存在梁端相对位移过大影响运营安全的问题。综合比较摩擦摆支座和铅芯橡胶支座的优缺点和减隔震效果,最终得出铅芯橡胶支座较适合本项目。