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球面网壳结构是典型的大跨度空间结构,地震时水平和竖向地面运动分量对其地震响应的影响均十分显著。为了提高网壳结构的抗震性能,可采用支座型隔震装置形成分段式多维隔震机制。在这类多维隔震体系中,碟形弹簧支座可用于结构的竖向隔震,同时,可将其与适用于水平隔震的摩擦摆(FPS)或SMA-橡胶支座配合使用。基于上述概念设计,提出了水平和竖向隔震装置的构造和计算模型。进而,根据网壳结构多维隔震的动力方程,开展了El Centro波作用下双层球面网壳和单层球面网壳结构多维隔震控制的数值模拟。计算结果表明,多维隔震球面网壳结构的杆件内力、加速度和位移的减振效果能达到50%以上,验证了所提多维隔震技术对保护球面网壳结构免遭地震破坏的有效性。 相似文献
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采用橡胶支座的隔震方式是目前较成熟的隔震技术,但橡胶支座存在着水平变形大、阻尼较小、耗能不足等问题。SMA-橡胶复合隔振支座充分利用了形状记忆合金(SMA)丝的超弹性特点,在支座工作时起到恢复力主要补充作用,使得支座在抗侧移能力和耗能方面都得到了加强。通过建立双层球面网壳模型,对其在普通橡胶支座和SMA复合橡胶支座两种不同工况下的隔震效果进行对比分析,说明在采用后者的双层球面网壳结构其杆件的内力值和节点位移值都明显降低,受拉的上弦杆和受压的下弦杆无论是受力峰值及其杆件数量都有所减少,提高了网壳结构的变形协调能力,限制了网壳结构薄弱杆件的破坏,SMA复合橡胶支座起到了较好的减震耗能作用,对双层球面网壳的隔振作用优于橡胶支座。 相似文献
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采用阻尼杆件替代双层网壳结构中的部分下弦杆件,既不改变原结构的网格形式,又对其进行有效的减振控制。在ANSYS软件中建立粘弹性阻尼杆件的数值模型,采用阻尼杆件对网壳部分下弦杆件进行替换,建立网壳减振结构数值模型;分别采用8种阻尼杆件替换方式对结构进行控制,进行结构的三维地震作用分析,在三种常用II类场地地震作用下考察替换杆件布局对结构控制效果的影响。研究表明:阻尼杆件布局方式对结构动力响应的控制效果有较大影响,合理布置阻尼替换杆件可以有效降低结构最大节点位移、最大节点加速度、最大杆件轴力等响应,控制效果可以达到20%～30%。 相似文献
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在不同频率特征的地震动作用下,三维隔震单层球面网壳结构隔震层最优阻尼设计不同.文中基于单自由度体系加速度传递率函数,提出一种地震动主频相关的加速度阈值变阻尼半主动控制方法以及地震动主频分区识别方法.基于ABAQUS软件的DLOAD子程序,开展了三维隔震单层球面网壳被动控制与半主动控制有限元计算,对节点加速度、杆件轴力进... 相似文献
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对凯威特型单层球面网壳结构进行了削弱杆件刚度、附加阻尼器杆件的减振控制研究.削弱部分原有杆件的刚度后,附加阻尼减振杆件.根据阻尼杆件的力学特性,在ANSYS软件中建立附加阻尼杆件的数值计算模型,根据阻尼杆件的不同位置进行结构建模及动力分析,主要考察阻尼杆件的布置位置对网壳结构减振效果的影响,以附加斜杆和附加环杆两种方式为例进行了网壳减振结构地震作用分析.研究结果表明:阻尼杆件的布置位置对网壳结构的减振控制效果有非常重要的影响,通过合理削弱原有杆件刚度并设置附加阻尼杆件,可以使网壳结构的位移、加速度和杆件内力等动力反应有较大的降低. 相似文献
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本文对一基础隔震模型进行了软着陆保护振动台模拟地震动试验,展示了该隔震体系在发生水平向大变形条件下,在不同后备支座以及滑移面摩擦系数不同情况下,轴压力从承载支座向后备支座转移的情况。结果表明:软着陆隔震保护体系不仅保护了承载支座免遭大变形失稳破坏,同时还能提供摩擦阻尼,将隔震层位移和上部结构层间位移控制在允许范围内。文中对隔震层位移、上部结构最大层间位移及绝对加速度等进行了分析,所得理论曲线与试验拟合曲线吻合较好。具有很大的应用前景。 相似文献
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大跨空间结构具有空间跨度大,结构整体刚度大、受力合理、耗材少、重量轻等优点,在世界各地应用前景非常广阔。但在强震作用下,此种结构破坏严重,经济损失惨重。震害经验与理论研究表明地震动是一种复杂的多维运动,只考虑单分量水平地震作用是不够的,还应考虑竖向地震分量对整体结构的影响。在作者研制的SMA-叠层橡胶支座的基础上,针对竖向刚度大、竖向隔震效果不明显的问题,研制一种在上部串联加入碟形弹簧的新型三维隔震支座,并建立一典型的单层柱面网壳结构模型,在输入不同峰值地震动情况下,通过时程反应分析可见,SMA三维隔震支座下结构位移、加速度峰值与普通橡胶支座对比明显降低,时程曲线趋于平缓,典型的杆件轴力也有明显降低,说明了SMA三维隔震复合支座隔震效果更好。 相似文献
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为了研究铅芯橡胶支座(LRB)和板式橡胶支座(RB)对连续梁桥地震响应及隔震效果的影响,分别采用Bouc - Wen滞回恢复力模型模拟LRB的力-位移非线性特性,采用直线型恢复力模型模拟RB的本构关系,通过结构离散建立了非隔震、LRB隔震和RB隔震3种连续梁桥的有限元计算模型,运用四阶显式Runge - Kutta迭代法和Newmark时间积分法联合求解增量形式的全桥动力微分方程,并结合算例对3种连续梁桥有限元计算模型分别输入汶川地震波进行非线性时程对比分析.结果表明:LRB在控制梁体与支座位移,降低结构加速度和墩、台底内力响应方面均比RB的效果要显著;采用RB隔震后,梁体与支座的位移响应均较大,在桥梁隔震设计时要予以充分重视. 相似文献
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Under strong earthquakes, long-span spatial latticed structures may collapse due to dynamic instability or strength failure. The elasto-plastic dynamic behaviors of three spatial latticed structures, including two double-layer cylindrical shells and one spherical shell constructed for the 2008 Olympic Games in Beijing, were quantitatively examined under multi-support excitation (MSE) and uniform support excitation (USE). In the numerical analyses, several important parameters were investigated such as the peak acceleration and displacement responses at key joints, the number and distribution of plastic members, and the deformation of the shell at the moment of collapse. Analysis results reveal the features and the failure mechanism of the spatial latticed structures under MSE and USE. In both scenarios, the double-layer reticulated shell collapses in the "overflow" mode, and the collapse is governed by the number of invalid plastic members rather than the total number of plastic members, beginning with damage to some of the local regions near the supports. By comparing the numbers and distributions of the plastic members under MSE to those under USE, it was observed that the plastic members spread more sufficiently and the internal forces are more uniform under MSE, especially in cases of lower apparent velocities in soils. Due to the effects of pseudo-static displacement, the stresses in the members near the supports under MSE are higher than those under USE. 相似文献
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曲线桥梁抗震特性模拟分析对于曲线桥梁隔震、减震有着重要意义。基于隔震曲线桥梁设计过程中的特点,通过非线性水平弹簧单元对铅芯橡胶支座双向非线性的能力进行模拟,根据SAP2000科学选择强震观测地震波,并考量曲线桥梁本身存在的特性对桥梁振动特性产生的影响,针对隔震曲线桥梁在不同等级地震下振动特征进行模拟分析,其中,通过隔震曲线桥梁铅芯橡胶支座模型的构建和梁桥不同等级地震计算模型、输入地震波与传感器量测等步骤得到的模拟结果为:不同地震波与加速度峰值输入过程中,地震动较小下的支座水平刚度比较大,且结构相对稳定;地震幅值增大时,桥梁支座水平刚度减小,且支座的恢复力位移滞回变化曲线面积比较大,能够更多地将地震输入能量消散掉,减小能量不断向曲线桥梁上方传递的速度,可有效减轻地震反应,起到隔震的效果。 相似文献
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采用SeismoStruct软件建立有限元模型对某汽轮发电机组弹簧隔振基础进行时程分析,研究弹簧隔振基础的频率振型和地震响应、层间变形、弹簧变形等特性。研究表明,弹簧隔振基础的自振频率较低,竖向自振频率远离机组工作扰频;弹簧隔振装置能够在地震作用时减小台板加速度反应,并根据刚度重新分配水平地震作用,充分发挥立柱的抗震能力。结果表明基础设计符合《建筑抗震设计规范》标准,达到了弹簧隔振抗震的目标,基础设计合理、安全可靠。SeismoStrcut作为有限元分析软件,对汽机基础的模拟能够达到工程需要。 相似文献
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Optimal PD/PID control of smart base isolated buildings equipped with piezoelectric friction dampers
Long-period pulses in near-field earthquakes lead to large displacements in the base of isolated structures.To dissipate energy in isolated structures using semi-active control,piezoelectric friction dampers(PFD) can be employed.The performance of a PFD is highly dependent on the strategy applied to adjust its contact force.In this paper,the seismic control of a benchmark isolated building equipped with PFD using PD/PID controllers is developed.Using genetic algorithms,these controllers are optimized to create a balance between the performance and robustness of the closed-loop structural system.One advantage of this technique is that the controller forces can easily be estimated.In addition,the structure is equipped with only a single sensor at the base floor to measure the base displacement.Considering seven pairs of earthquakes and nine performance indices,the performance of the closed-loop system is evaluated.Then,the results are compared with those given by two well-known methods:the maximum possive operation of piezoelectric friction dampers and LQG controllers.The simulation results show that the proposed controllers perform better than the others in terms of simultaneous reduction of floor acceleration and maximum displacement of the isolator.Moreover,they are able to reduce the displacement of the isolator systems for different earthquakes without losing the advantages of isolation. 相似文献
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某首层柱顶隔震结构动力特性测试研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了达到隔震设计的目的并检验隔震层的工作性能,测试分析了采用首层柱顶隔震技术的某五层框架结构在环境激励和初位移条件下的动力特性,得到了结构的前3阶自振特性如自振频率、振型和阻尼比;分析了初位移条件下隔震层的自由衰减曲线和滞回性能.结果表明:环境激励条件下,隔震结构与非隔震结构动力特性相近,隔震结构在正常使用状态下具有足... 相似文献
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Structural and nonstructural performance of a seismically isolated building using stable unbonded fiber‐reinforced elastomeric isolators 
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下载免费PDF全文 Stable unbonded fiber‐reinforced elastomeric isolators (SU‐FREIs) exhibit a characteristic horizontal softening and stiffening response, similar to other adaptive devices such as the triple friction pendulum and sliding systems with variable curvature. The transition between the softening and stiffening occurs at a displacement corresponding to a unique deformation known as full rollover. In this paper, the full rollover displacement of SU‐FREIs is altered by using modified support geometry (MSG), a geometric modification of the upper and lower supports applied to tailor the hysteresis loops of the isolator. Experimental results are used to calibrate a numerical model of a base‐isolated structure. The model demonstrates that the stiffening regime provides minimal restraint against displacements during events that meet or exceed the maximum considered earthquake. A parametric study revealed that the level of stiffening required to restrain displacements during large events is significant. This increase in stiffness is reflected in an increase in the response of the structure and light nonstructural components. Full rollover and MSG is considered advantageous to maintain horizontal stability and provide control over the stiffening of SU‐FREIs. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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针对平面不规则结构在水平地震作用下的振动特性,通过调整隔震层隔震支座的布置,得到3种不同工况的隔震层刚心与上部结构质心、刚心相对位置关系,分别以楼层位移和层间位移为指标的扭转位移比,作为平面不规则基础隔震结构扭转响应指标,利用弹塑性时程分析方法,通过对3种不同工况的扭转指标对比分析研究,提出适用于平面不规则基础隔震结构的抗扭设计方法。结果表明：对于平面不规则结构,应在保证隔震层扭转位移比小于1.2的基础上,使隔震层的刚心和上部结构的刚心分别位于上部结构质心的两侧,可有效控制上部结构的扭转。 相似文献
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本文采用子空间迭代法分析了单层膜型网壳结构的自振特性;推导了大跨空间结构几何非线性地震响应时程分析的计算过程,编制相应的计算程序,用振型分解反应谱法与时程法进行了结构地震响应特性分析。研究表明:膜型网壳结构的抗震性能比较好;用反应谱法分析时,水平地震作用下截断振型取15、竖向地震作用下取60可满足工程设计要求;用反应谱法计算结构竖向地震响应是安全可靠的,但进行水平地震响应分析时,最终还需用时程法进行验算。 相似文献
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近断层地震动脉冲特性在2个水平分量上具有差异,采用平方和开方法分析了近断层脉冲地震动双向地震作用下基础隔震结构和组合隔震结构的隔震层位移,并与近断层脉冲单向地震作用进行了对比分析,结果表明:若仅地震动加速度峰值大的分量或2个方向分量均存在明显速度脉冲,则产生的隔震层位移大于单向地震动;若仅地震动加速度峰值小的分量存在明... 相似文献