李春印[1]2016年在《基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究》文中指出掉层框架结构能够充分利用山地地形,其抗震性能与普通框架结构有较大区别。有丰富的工程实践证明,基础隔震技术能有效的减轻地震灾害。将基础隔震与掉层框架结构相结合不失为一种有效的减轻震害的途径。但目前尚未开展基础隔震掉层框架结构设计的系统研究。本文以掉层平面框架为研究对象,对基础隔震掉层框架结构设计的若干关键问题进行研究,主要开展了以下几个方面的工作:(1)探讨了现有基础隔震分析及设计方法在掉层框架结构中的适用性问题,分析结果表明强制解耦的振型分解反应谱法是一种计算比较简便且精度满足要求的分析方法,现有的水平减震系数的取值与隔震设计方法对于基础隔震掉层框架结构均不适用。(2)给出了基于基底剪力比的基础隔震掉层框架结构的水平减震系数。对于掉层框架结构可以将隔震结构与非隔震结构上下接地处基底剪力之和的比值作为作为新的水平减震系数去评价减震效果。通过对基础隔震单层单跨与多层多跨掉层框架结构的分析,可知将基底剪力比作为水平减震系数来评价隔震结构的减震效果具有较好的适用性。(3)给出了基于水平减震系数的隔震层简化设计方法。首先推导出了结构考虑高阶振型影响的基底剪力的理论公式。然后采用等效总重力荷载系数来近似考虑高阶振型的影响,运用参数分析方法,研究了非隔震掉层框架结构等效总重力荷载系数的取值范围。对基础隔震掉层框架结构进行参数分析,分析结果表明在简化计算时可以把基础隔震掉层框架结构等效为单质点体系进行基底剪力的求解。在以上分析的基础上给出了基于水平减震系数的隔震层的简化设计方法。(4)提出了基础隔震掉层框架结构的分部分阶段设计方法。根据基础隔震掉层框架的特点提出分部设计思路,按非隔震固端模型进行上接地柱及以上各层(简称上部楼层)的设计,按非隔震上接地滑动模型(简称滑动模型)进行上接地层非接地柱及掉层部分(简称下部楼层)设计。建立了上部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系、下部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系以简化隔震层以上结构设计。提出了适合于基础隔震掉层框架结构的分部分阶段隔震设计方法,通过设计算例表明:该方法简单实用,适合推广应用。
曹晓辉[2]2012年在《采用新型滑移隔震装置框架结构地震反应分析》文中提出摩擦滑移隔震技术作为一种有效、经济和可行的减震方法已备受关注，国内外学者对此也进行了一些研究和应用，但仍有一些问题没有得到很好解决，特别是摩擦滑移隔震装置的力学性能、滑移量控制和限位方法等。为此，本文主要进行了以下研究工作：（1）介绍了地震灾害对人类社会的危害性，分析了工程结构从抗震技术到隔震技术的发展过程及存在问题，重点讨论了摩擦滑移隔震技术的发展动态、各类摩擦滑移隔震装置的工作原理和构造以及摩擦滑移隔震技术的分类和特点等，提出了摩擦滑移隔震技术研究和应用时需要解决的一些理论和技术问题。（2）采用中科院兰州化学物理研究所提供的新型固体摩擦滑移材料，即二硫化钼固体润滑剂作为涂层材料，设计并制作了一种新型摩擦滑移隔震装置，并采用实体软钢棒作为限位消能装置，提出了一种既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统，探讨了其工作原理以及相应的优化设计方法。（3）采用MTS电液伺服试验系统，对文中提出的新型摩擦滑移隔震装置进行了滑移性能试验，建立了摩擦滑移隔震装置的摩擦恢复力模型，分析了软钢U型带片和实体软钢棒的限位消能性能，建立了相应的力学分析和计算模型，提出了文中新型分离式摩擦滑移隔震系统的设计和应用方法。（4）采用三质点体系，研究了基础滑移隔震结构与层间滑移隔震结构在地震作用下有滑移时和无滑移时的地震反应分析方法，并将其推广应用到n质点体系的基础滑移隔震结构和层间滑移隔震结构，确定了滑动和不滑动两种状态的判断准则，给出了隔震结构阻尼矩阵的计算方法以及Newmark-β数值积分方法的主要计算步骤。（5）以西安市某拟采用文中新型摩擦滑移隔震技术建造的6层框架结构为计算模型，采用SAP2000有限元分析软件，分析了该框架结构在抗震时和隔震时的地震反应规律，从结构加速度反应、层间位移反应、层间剪力反应等方面分析了隔震结构的减震效果，探讨了地震烈度、摩擦隔震装置性能、限位消能装置性能和数量、隔震层设置位置等对隔震结构减震效果的影响。研究结果表明，二硫化钼固体润滑剂的摩擦系数较小，摩擦性能稳定，采用二硫化钼固体润滑剂研发的摩擦滑移隔震装置和用于限位消能的实体软钢棒的工作性能均较好，构造和力学计算模型均简单，文中提出的新型分离式摩擦滑移隔震系统性能可靠，组合方便，便于应用。研究结果还表明，文中提出的基础滑移隔震结构和层间滑移隔震结构地震反应分析方法以及相应的滑动判定准则概念清晰，计算比较简便，采用文中提出的新型摩擦滑移隔震技术拟建造的6层框架结构分析结果可靠，实施方案可行，减震效果明显，所得结论可供实际工程应用参考。
聂文婧[3]2013年在《中小学建筑（框架）叠层橡胶隔震支座隔震与粘滞阻尼器减震性能及经济性分析》文中指出自汶川大地震后,为了加强对未成年人在地震等突发事件中的保护,《建筑工程抗震设防分类标准》把中小学校舍的抗震设防类别由一般设防提高为重点设防。一些已建中小学校舍特别是一些存在安全隐患的校舍,抗震能力明显不满足现行国家标准,需要进行抗震加固。传统的抗震方法无法有效的解决地震发生引起的相应破坏问题。那么,如何有效地降低建筑结构的地震效应,成了抗震结构的主要问题。理论上,结构地震效应的降低可以从增加建筑结构的阻尼比和减小结构周期两方面来实现。而隔震、减震技术通过在结构上设置控制机构,由控制机构与结构共同控制、抵御地震等动力荷载,可以有效地使机构的动力反应减小。由此可见,隔震、减震结构体系比传统抗震结构体系更加安全、可靠。但是,在实际工程当中,隔震、减震结构体系能否在我国得到广泛应用,这就是本文的主要讨论内容。本文主要是针对中小学建筑(框架)中,采用叠层橡胶支座隔震与粘滞阻尼器减震的结构进行性能以及经济性分析,从而明确隔震、减震结构的适用范围。为了让分析更具有实际意义,文中运用了大型有限元软件SAP2000对云南某高校建筑建模并进行时程分析,分别计算基本结构、叠层橡胶隔震支座与粘滞阻尼器结构的地震反应,分析三种结构的抗震性能。另外,从经济效益方面进行分析,得到了一些有意义的结论：从降低地震效应来看,一般的抗震结构是通过损伤自身结构来消耗地震能量,相对而言,隔震、减震结构则可以提高建筑的安全性能,减少结构自身的损伤,并在一定范围内,有效降低工程造价成本。但是,本文对于叠层橡胶支座隔震与粘滞阻尼器减震的性能以及经济性分析并不深入,若要对隔震、减震系统完全认知,还需在日后有更全面的对比分析及研究,使隔震、减震技术在实际工程中的应用更加广泛。
于建军[4]2017年在《博物馆结构—文物陈列系统的防震性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着我国博物馆文博事业的飞速发展以及丰富人民群众文化生活的需要,客观上要求博物馆的数目、建筑体量不断加大,文物藏品日益增多。这将使得博物馆结构不断向着新颖性、多功能、高层、大跨、隔震减震等方向发展,但许多难题也随之而来。如结构体系的新颖性容易导致结构的质量和刚度出现不对称、偏心情况;文物藏品的增多将促使文物陈列层不断升高,从而造成其防震性能降低。此类新问题的出现将对博物馆的防震性能产生较大影响,而当前对此方面的研究往往将建筑结构的抗震和馆藏文物的防震分割开来,缺乏统一的设计理念引导;这使得当前博物馆较难有效地保障大震作用下文物的防震安全。为此,本文在对博物馆结构及其文物的震害特点进行调研的基础上,以文物的防震安全为研究重点,从博物馆结构、文物、结构-文物系统三方面,采用试验、理论推导和有限元建模计算等方法研究了其地震作用机理、防震性能及防震优化设计方法。分析了地震波作用类型、输入强度、陈列柜和文物的重心高度四类因素的组合变化文物陈列系统的防震性能的影响规律;提出了文物防震设计的主要控制指标及其判定依据,研发了文物悬吊减震系统并建立了其计算模型;对文物的破坏机理进行了分析,并提出了相应的判别式;对博物馆防震设计中的结构体系进行了优选,提出其防震分析应优先采用有限元法进行建模计算,并通过实例对其分体式和整体式计算方法进行了研究;对博物馆结构-文物系统的防震安全体系进行了分析,结合试验和理论分析计算,研究了其防震控制方法,给出了其防震性能水准,并提出了加速度破坏准则和博物馆整体系统的加速度控制路线图。其具体研究工作如下:(1)针对当前许多博物馆的文物防震通常是凭经验,没有对其进行科学严密的地震危害性分析、试验和理论计算,因而造成得其实际的防震效果好坏缺少可信度的情况,本文以历次震害中破损均比较严重的陶瓷器文物陈列系统为原型制作了2层框架结构模型,并考虑浮放、尼龙线拉结固定、悬吊减震三类情况对文物陈列系统进行了防震性能振动台试验。分析了地震波的作用类型、输入强度、陈列柜及文物的重心高度、防震措施等因素的变化对其防震性能的影响规律。(2)针对当前对博物馆文物系统的防震性能衡量指标不明确的问题,本文对模型结构的位移和加速度放大系数等指标进行了分析,提出对于文物的防震设计应首先以加速度指标作为控制指标。为了有效地提高文物系统的防震性能,本文研发了悬吊减震系统。与传统的尼龙线拉结固定的文物的防震性能相比,当地震输入较小(PGA<0.20g)时,此系统对文物的减震效果并不明显;但当地震输入较大(PGA>0.20g)时,此系统表现出较好的减震效果,且其减震效果随着地震波输入的增大而相应的增强。(3)通过对采用传统防震措施的文物的防震性能进行分析,指出陶瓷文物的主要破坏方式是滑移和倾覆;陈列柜、文物的固定程度对文物的防震性能具有较大的影响。据此,根据陈列柜是否固定在地面或楼板面上、文物是否固定在陈列柜上,将可移动文物陈列系统的抗震计算模型分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型;对四类模型进行了滑移分析、摇晃分析和滑移-摇晃耦合分析;研究了其地震作用机理,并提出了相应的运动判别式。(4)对振动台试验中用四角尼龙线拉结固定的可移动文物进行了地震作用分析,推导出了其最大允许地震输入值的表达式。以文物试件为例,分为水平、竖向两向地震作用和仅考虑水平地震作用两种情况计算了试件的地震响应;计算结果表明,竖向地震作用对文物的影响不可忽略。通过振动台试验结果可知,文物悬吊系统对文物的减震效果明显。对单层可移动文物悬吊减震系统的动力特性进行了建模分析;对多层可移动文物陈列系统中的多层悬吊式、单层多吊式减震系统的计算模型进行了分析。结合悬吊减震系统的试验结果和与单摆减震系统的动力特性的对比分析,建立了悬吊减震计算模型;提出了其减震机理,并验证了可移动文物悬吊减震系统的有效性。(5)对博物馆设计中常见的结构体系进行了优选,提出钢筋混凝土框架、框剪结构相对适合用于博物馆防震设计,并对其防震性能进行了分析和设计优化。针对当前常用的等效剪切模型和弯曲-剪切模型偏重于平面分析,不能准确地反映出地震作用下复杂结构中同一楼层上不同点的地震响应,立体分析法需考虑结构各层的质量、刚度、偏心距、转动惯量等多种因素的耦联影响,计算过程复杂且精度不高的现状,提出应采用有限元分析法进行建模计算。以8层钢筋混凝土框架、框剪结构为例,研究了各结构在同等情况下,不同楼层上的相同节点和同一楼层上不同节点的地震响应规律。结果表明,同一结构中不同楼层上的相同节点、同一楼层上不同节点的地震响应均不相同;地震作用的竖向分量对文物的地震响应的影响较大,在博物馆结构设计时不可忽略。(6)以8层框剪对称、非对称结构博物馆建筑为例,对博物馆整体系统的分体式和整体式有限元分析模型进行了研究。通过对比分析提出:分体式建模传力路径明确,适合于单个文物陈列系统的研究,但对于不同类型、不同强度地震作用下建筑结构各楼层上不同文物陈列系统的地震响应需单独计算,费时费力。整体式建模直接通过地震分析求得文物的地震响应,减少了地震能量的传递损失,因而适合用于多个文物陈列系统的地震作用的整体研究;其缺点是文物系统对地震的响应并不明显,因而使分析结果相对有所偏差。(7)对博物馆结构-文物陈列系统各组成部分间的隔减震控制方法进行了分析。对基础-主体结构间隔减震控制中的刚体分析模型、多质点平动体系分析模型、多质点体系平动-摇摆分析模型进行了讨论;为了降低地震作用对结构构件的破坏影响,提出了一种文物陈列架减震梁的设计方法。结合试验和理论分析结果,提出了博物馆结构-文物陈列系统的防震性能水准。以文物陈列系统的振动控制为主要控制指标,提出了加速度破坏准则和博物馆整体系统的加速度控制路线图。对基于博物馆整体系统防震安全的铅芯橡胶隔震支座(LRB)与磁流变阻尼器(MRD)隔减震混合控制体系进行了动力学分析,并对其关键控制参数进行了优化。
刘泳伶[5]2013年在《近断层地震动作用下山区隔震建筑框架结构抗震性能研究》文中指出近年几次大的地震，如台湾集集地震、美国北岭地震等引起了国内外学者对近断层地震动的研究，也得到了一些有用的结论。近断层地震动具有明显的长周期高能量的速度脉冲，可能对隔震结构造成严重的破坏。因此本文主要研究了近断层地震动对考虑土-结相互作用的山地隔震结构的地震反应的影响，主要进行了以下几方面的研究：1.首先筛选了来自台湾集集地震同一场地类别上的三个台站的地震波，包括两条近断层地震波TCU054与TCU068，和一条远场波ILA007。两条近断层波的断层距均小于10km，且均含有明显的速度脉冲，而另一条远场波的断层距大于100km。为了考察对比近断层与远场波不同的频谱特性，将该三条波按8度罕遇地震PGA=400gal进行调幅，并且对调幅后的三条波进行反应谱以及幅值谱分析，分析结果表明：近断层地震动的低频分量丰富，对中长周期结构产生不利的影响，而远场波中高频分量丰富对短周期结构有较强的破坏。2.利用ANSYS建立二维考虑土-结相互作用的普通基础隔震框架结构有限元模型，输入上面所述的三条地震波，分别对硬土、软土、特软土场地上SSI隔震与SSI非隔震结构进行动力时程分析，分析结果表明：近断层与远场地震动作用下隔震支座均发挥了一定的减震效果，但近断层地震动作用下的减震效果不如远场地震地震作用下好，且近断层地震动作用下SSI隔震结构的各项地震响应均比远场地震作用下大。另外，远场地震动作用下隔震结构的地震输入能小于非隔震结构，而近断层地震动作用下却是非隔震结构大于隔震结构。3.利用ANSYS建立二维考虑土-结相互作用的山区多层接地基础隔震与层间隔震框架结构有限元模型，并输入前面所述的三条集集地震波，分别对硬土、软土、特软土场地上多层接地SSI基础隔震、SSI层间隔震以及SSI非隔震结构进行动力时程分析，分析结果表明：近断层与远场波作用下，陡坎上方楼层两种隔震形式均发挥了一定的减震效果，且基础隔震的减震效果优于层间隔震，但陡砍下方楼层的减震效果因土体刚度而异；另外土层刚度对多层接地SSI非隔震结构的影响较大，而对两种隔震结构的影响较小，隔震支座削弱了土体刚度的影响；近断层地震动作用下两种隔震结构的地震响应均大于远场地震动，远场地震动作用下两种隔震形式的隔震支座的减震效果都比近断层地震动作用下好。4．通过筛选来自台湾集集地震的不同特性的近断层地震波，并对不同特性的近断层波进行频谱分析，分别考察上盘效应、脉冲效应、向前方向效应、滑冲切效应以及竖向加速度效应对山区多层接地SSI基础隔震结构动力响应的影响，分析结果表明：未调幅的上盘地震动作用下结构的地震响应大于下盘，调幅后却出现下盘大于上盘；在含滑冲切效应脉冲、含向前方向性效应脉冲、无速度脉冲地震动作用下，结构的地震响应的大小关系为：含滑冲切效应脉冲>含向前方向性效应脉冲>无速度脉冲；向前方向效应地震动断层法向分量作用下结构的响应明显大于断层平行分量地震动；近断层脉冲型完整水平-竖向地震动作用下结构的竖向地震响应最大，此时脉冲型地震动对隔震支座引起的拉力应引起重视。
冯欢[6]2018年在《装配式隔减震加油站型钢梁罩棚结构的多维地震动响应》文中进行了进一步梳理地震对世界各国造成了重大损失,其不仅会造成装配式加油站型钢梁罩棚结构本身的破坏,而且加油站一些燃油的泄漏将引发火灾及环境污染等次生灾害,严重威胁到人民群众的生命安全。近年来,在全球范围内地震发生的频率增加,同时加油站型钢梁罩棚结构正在朝着规模化和大型化的方向发展,使得加油站型钢梁罩棚结构在地震作用下发生破坏的概率和威胁增大。隔减震技术作为一种有效措施可全面提高结构的抗震能力,减小结构在地震作用时发生失效破坏的概率。本文以装配式加油站型钢梁罩棚结构在多维地震作用下的动力响应及隔减震研究为主线,采用SAP2000软件建立有限元分析模型,分别对装配式加油站型钢梁罩棚隔震结构、减震结构以及组合隔减震结构进行非线性时程分析,对比分析隔震、减震以及组合隔减震结构在多维地震作用下的动力响应及其减震效果,为今后加油站型钢梁罩棚结构的发展以及组合隔减震设计提供参考。主要研究内容如下:(1)建立有限元分析模型,对装配式加油站型钢梁罩棚非隔减震结构在多维地震作用下进行非线性时程分析,探讨了结构柱顶的位移响应及柱底剪力响应结果,分析该结构的残余位移及弹塑性破坏情况。(2)研究了设置铅芯橡胶支座的装配式加油站型钢梁罩棚隔震结构在多维地震作用下动力响应,分别建立了装配式加油站型钢梁罩棚柱顶隔震结构与柱底隔震结构有限元分析模型,探讨了结构柱顶的位移响应及柱底剪力响应结果,分析了该结构的残余位移及弹塑性破坏情况,对比研究了两种隔震结构的隔震效果,以及与非隔震结构的地震动响应区别。(3)研究了设置黏滞阻尼器的装配式加油站型钢梁罩棚减震结构在多维地震作用下动力响应,探讨了结构柱顶的位移响应及柱底剪力响应结果,分析了该结构的残余位移、弹塑性破坏情况以及减震效果,对比研究了其与非减震结构的地震动响应区别。(4)研究了设置铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器组合隔减震的装配式加油站型钢梁罩棚结构在多维地震作用下动力响应,分别建立了设置柱顶铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器组合隔减震的装配式加油站型钢梁罩棚结构以及设置柱底铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器组合隔减震的装配式加油站型钢梁罩棚结构有限元分析模型,探讨了该结构柱顶的位移响应及柱底剪力响应结果,分析了结构的残余位移、弹塑性破坏情况及隔减震情况,对比研究了其与非隔减震结构的地震动响应区别。
刘军生[7]2015年在《摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究》文中研究指明摩擦滑移隔震是结构隔震的主要型式之一,其隔震效果取决于滑移隔震支座的性能,而摩擦系数是影响支座性能的主要因素。一般来说,摩擦系数越小,隔震效果就会越好,但过小的摩擦系数却会造成滑移位移过大,增加限位复位的难度,甚至影响建筑物的使用功能。二硫化钼具有良好的附着性、耐高温抗高压性以及低摩擦性等优点,被誉为“高级固体润滑油王”。文中采用二硫化钼固体润滑剂作为隔震支座的摩擦材料,并以软钢实体圆锥棒作为限位消能器,设计制作了一种新型滑移隔震装置。将其应用到一五层钢筋混凝土框架结构中,进行了Simulink仿真分析和振动台试验研究,并探讨了摩擦滑移隔震结构的设计方法。主要工作和研究内容如下:(1)分析了新型滑移隔震支座的设计要点和工作原理,介绍了二硫化钼材料的性能和优点,采用MTS电液伺服试验系统,对其进行了不同竖向荷载下的摩擦性能试验,探讨了二硫化钼作为新型隔震系统滑移材料的可行性,并通过函数拟合建立了摩擦系数与竖向压应力的函数关系式。结果表明,隔震支座的摩擦恢复力曲线符合库伦摩擦力模型,二硫化钼涂层材料摩擦性能稳定,摩擦系数约为0.04~0.05,可以作为建筑滑移隔震系统的滑移材料。(2)基于量纲理论,在综合考虑振动台承载能力的基础上,按照一致相似关系设计了一个比例为1:5五层钢筋混凝土框架结构试验模型,并对其进行了模拟地震振动台试验。结果表明:摩擦滑移隔震技术延长了结构体系的自振周期;相比10Hz谐波,2Hz谐波时隔震层产生的滑移量明显变大,隔震层位移对频谱特性较为敏感。纯滑移和限位滑移时隔震结构的层间位移都很小,加速度呈“K”字形分布,达到了理想的减震效果;三维地震作用下的隔震层滑移量相比X单向滑移时略有增大,其X向的加速度反应处于X向抗震和X向滑移之间,最大减震效果为51.46%,表明了竖向地震作用下摩擦滑移隔震技术依然有效;采取水箱滑移隔震技术后,水箱的加速度响应出现了明显地衰减,屋面凸出物的鞭梢效应得到了较好地抑制,且主体结构的地震反应也有一定的减小,表明附加层滑移隔震措施,可以作为抗震设计时结构体系的第二道抗震防线。(3)以五层框架试验模型的原型为计算模型,综合运用Matlab编程语言、GCI工具和Simulink仿真模块,其中库伦摩擦力采用Stateflow有限状态机来模拟,弹塑性圆锥棒限位器的滞回特性采用Bouc-Wen模型来描述,以此建立了滑移隔震结构的Simulink主仿真模型,包括上部结构仿真模型、隔震层仿真模型、能量反应仿真模型、限位器仿真模型和摩擦力子模型。分析了不同地震波下结构体系的动力反应和能量反应规律。结果表明,强震记录时抗震结构的仿真与试验加速度值吻合的较好,滑移结构的隔震层滑移量比较接近,误差较小。随着摩擦系数的增大,结构地震总输入能总体上呈上升趋势,且当摩擦系数增大到0.15时,结构总输入能变化已不再明显。随着预留滑移量的增大,地震总输入能逐渐减小,隔震性能逐渐提高,但隔震层的总滞回耗能也逐渐减小,其滞回耗能比变化不大,在0.86左右,相比抗震结构,不同滑移量下的隔震层都能较好地发挥滞回耗能,且减震效果相当;隔震层的最大滑移量随预留滑移量的增加而增大,滞回曲线饱满,限位器起到了良好的限位消能作用,摩擦滑移隔震结构获得了较好的减震效果。(4)根据国内外相关设计标准和规范规程以及前人的理论分析和试验研究成果,并结合多年试点工程总结的宝贵经验,总结和探讨了现阶段适合于滑移隔震结构的设计方法,包括初步设计、隔震层的设计、限位消能装置的设计以及上部结构、下部结构和地基基础的设计构造方法等,为后人进行滑移隔震结构设计提供了一定的参考依据,有助于滑移隔震结构在实际工程中的推广使用。最后运用SAP2000有限元软件对一多层框架结构工程实例进行了滑移隔震设计,分析了其减震效果。
郭锐[8]2016年在《不同隔震方案框架结构地震响应分析及工程应用研究》文中研究表明地震中,由于建筑结构破坏所造成的人民生命财产损失是非常严重的。为了减少震害损失,只有从建筑结构入手,提高其抵御地震的能力,使建筑物以及工程设施和设备在地震时不发生重大破坏,隔震技术正是解决这一问题的有效措施。隔震技术属于新型技术,还在发展与推广中,其中基础隔震比较成熟,而隔震层所处的位置对结构的减震效果有一定的影响,隔震层越高,受力越复杂,减震效果也越差,相应的费用也越高;当隔震层所处位置较低时,下部结构的加速度反应可能会有明显的放大。现在很多建筑都带有地下室,合理确定隔震层位置在隔震设计初始阶段至关重要,而且隔震层位于地下室柱顶时,隔震层以下柱子高度对上部结构的减震效果也有一定影响,均需要进行研究。本文首先分别对以乌鲁木齐地区设防烈度(8度0.2g)下的带有一层地下室的三层、六层、十层钢筋混凝土框架结构进行传统抗震设计和隔震设计。在隔震设计中,根据隔震层竖向位置的不同提出两种隔震方案:地下室底板隔震和地下室柱顶隔震。使用结构设计与分析软件ETABS对结构进行时程分析,结果表明:隔震后结构前三阶周期延长2~4倍,中低层框架结构的周期增长率比高层结构的大;隔震后结构的层间剪力、层间位移和楼层绝对加速度均有显著降低,且在罕遇地震下减震效果更明显;对比分析不同层数框架结构的水平向减震系数和隔震层位移得到,地下室柱顶隔震的减震效果相对较好。其次针对六层框架结构,采用地下室柱顶隔震时,仅改变隔震层以下柱高,探究柱高从3.0m以0.5m的变化量增至5.0m时,上部结构的地震响应情况。结果表明:随着隔震层以下柱高的增加,上部结构的层间剪力、层间位移、楼层绝对加速度的减震率均呈下降趋势,隔震层位移呈增加趋势,水平向减震系数也为增大趋势,随柱高增加上部结构的减震效果相对减弱。对于有地下室的框架结构,建议在使用地下室柱顶隔震方案时,在满足规范要求及其使用功能的情况下尽量降低地下室柱高。最后结合乌鲁木齐市某中学食堂隔震设计实例,给出相应分析结果,并提出在隔震构造上应该注意的一些问题,为隔震技术在地震灾害区的推广应用提供参考价值。
马艳[9]2015年在《应用新型滑移隔震装置模型结构振动台试验及地震反应分析》文中研究说明由于摩擦系数的限制,摩擦滑移隔震技术早期主要被研究应用到一些高宽比小、高度低的砖混砌体结构中,对框架结构的研究还较少。二硫化钼具有摩擦系数小、承载能力高、使用寿命长以及温度适应范围广等优点,是一种理想的固体润滑剂。文中首先以新型固体润滑材料,即二硫化钼涂层材料为主,设计并制作了一种新型滑移隔震装置,同时采用MTS电液伺服试验系统,进行了新型摩擦滑移隔震支座的力学性能试验,建立了相应的力学分析和计算模型。试验和分析结果均表明,二硫化钼材料涂层施工简单,力学性能非常稳定,摩擦系数较小(0.04~0.06),竖向承载力较高,是一种理想的摩擦滑移涂层材料;文中研发的新型滑移隔震装置具有摩擦滑移隔震和限位等功能,构造简单,适用性强,可应用于实际工程。其次,建立了欠人工质量模型的一致相似关系,并根据其设计制作了一个相似比为1/5的2跨5层框架模型结构,进行了多种工况下安装和未安装文中研发的新型摩擦滑移隔震装置的框架模型结构模拟单向地震振动台对比试验,检验了新型摩擦滑移隔震装置的单向隔震和限位性能,探讨了相应的隔震和限位规律,提出了安装新型滑移隔震装置结构的有限元分析和计算方法。单向振动台试验和有限元分析结果均表明,文中研发的新型滑移隔震装置的单向隔震和限位效果明显,一般情况下,隔震结构的地震加速度反应比抗震结构的减小约(30~50)%,层间剪力减小约(20~50)%,总位移反应减少约(25~50)%。另外,考虑竖向地震作用对隔震结构的影响,进行了上述框架模型结构单、竖向地震耦合作用时的模拟地震振动台试验和有限元分析,对比分析了单、竖向地震耦合作用与相应抗震结构和单向隔震结构的隔震效果和限位性能,探讨了影响隔震效果的主要因素,提出了相应的分析方法,同时进行了水平双向耦合地震作用下隔震结构的有限元分析,研究了双向水平地震作用对隔震结构的影响。试验和有限元分析均表明,一般情况下,考虑竖向地震作用时,结构的隔震效果将减小50%左右,考虑双向水平地震作用时,结构的单向隔震效果将降低约40%,但仍有较好的隔震效果,工程应用时应予以适当考虑。最后,本文在摩擦滑移隔震结构振动台试验研究的基础上,吸取国内外的研究成果和实际工程建设经验,借鉴相关行业的标准、规范。给出了滑移隔震结构设计的方法和建议,为摩擦滑移隔震实际工程设计应用提供参考及技术支撑。
于泳波[10]2000年在《多层框架结构的隔、减震研究》文中进行了进一步梳理隔震是当前抗震防护技术中的热点问题之一。本文以多层框架结构作为研究对象，探讨采用基底隔震和层间隔震技术后的减震效果及其地震反应的特点。为此，编制了框架结构隔、减震非线性动力时程分析程序，程序中对框架结构采用平面杆系模型，对隔震装置采用双线性弹簧来模拟，可考虑其非线性特性。文中以一幢8层框架结构建筑为算例，分别考虑不隔震（传统抗震方案）、以叠层橡胶支座（RB）或铅芯橡胶支座（LRB）作为隔震装置的基底隔震及层间隔震三种方案，对其由地面输入El-centro和Taft地震波，进行了大量的比较计算分析，得出了一些有益的结论。 研究结果表明：基底隔震，与传统抗震方案相比，可有效地降低上部结构的地震反应；采用LRB隔震较RB隔震，虽然随着铅芯面积的增加，上部结构的减震效果有所降低，但远较传统方案为佳，且可通过调整铅芯面积的大小，使上部结构达到设计要求的减震效果，并使隔震支座变形不致过大，从而保证隔震系统不失效，提高其安全性和可靠性。采用层间隔震，其减震效果同基底隔震相比要差，但若将该技术用于框架的加层改造时，与传统结构相比，可望得到良好的减震效果，有其独特的优点；在层间隔震方案中，由于铅芯橡胶支座的非线性特性，在地震作用过程中自振周期存在漂移现象，采用LRB减震效果优于RB。 本文还初步讨论了框架填充墙对于隔震、传统框架结构地震反应分析的影响，从设计角度看，如果不考虑填充墙的影响，对于传统抗震方案其分析结果将是偏于不安全的，但对于基底隔震其分析结果则是偏于保守的。 本文对动力时程分析中常采用的 wilson－θ法的算法稳定性也进行了讨论。动力运动方程当采用增量形式表示时，取θ≥1．5时属无条件稳定，而不是θ≥1.37。
参考文献：
[1]. 基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究[D]. 李春印. 重庆大学. 2016
[2]. 采用新型滑移隔震装置框架结构地震反应分析[D]. 曹晓辉. 西安建筑科技大学. 2012
[3]. 中小学建筑（框架）叠层橡胶隔震支座隔震与粘滞阻尼器减震性能及经济性分析[D]. 聂文婧. 昆明理工大学. 2013
[4]. 博物馆结构—文物陈列系统的防震性能研究[D]. 于建军. 西安建筑科技大学. 2017
[5]. 近断层地震动作用下山区隔震建筑框架结构抗震性能研究[D]. 刘泳伶. 重庆大学. 2013
[6]. 装配式隔减震加油站型钢梁罩棚结构的多维地震动响应[D]. 冯欢. 兰州理工大学. 2018
[7]. 摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究[D]. 刘军生. 西安建筑科技大学. 2015
[8]. 不同隔震方案框架结构地震响应分析及工程应用研究[D]. 郭锐. 新疆大学. 2016
[9]. 应用新型滑移隔震装置模型结构振动台试验及地震反应分析[D]. 马艳. 西安建筑科技大学. 2015
[10]. 多层框架结构的隔、减震研究[D]. 于泳波. 西安理工大学. 2000