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近断层地震动中长周期、短持时和高能量的加速度脉冲将对高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能产生不利影响，考虑土-结构相互作用（SSI效应）后的隔震结构将产生动力耦合效应，可能进一步放大隔震结构地震响应。为此，通过一幢框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的非线性地震响应分析，考察近断层脉冲型地震动作用下框架-核心筒摩擦摆基础隔震结构的层间位移角、楼层加速度和隔震层变形等响应规律，揭示隔震体系的损伤机理。基于集总参数SR （sway-rocking）模型，分析不同场地类别与不同地震动类型对隔震体系动力响应影响规律。结果表明:高层摩擦摆基础隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下的减震效果相比普通地震动减震效果变差，楼层剪力、层间位移角和隔震层变形等超越普通地震动作用下的1.5倍；对于Ⅲ和Ⅳ类场地类别，考虑SSI效应使隔震结构的地震响应进一步放大，弹塑性层间位移角随着土质变软增大尤为明显。 相似文献
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近场地震动具有很高的加速度峰值和长周期的速度脉冲,因此能够对结构造成严重的破坏.基础隔震是一种有效的减震技术,然而这种单一的减震手段在低频具有很高能量的近场脉冲型地震动作用下已不能确保结构的安全,必须寻求新的减震策略.本文将速度脉冲模型与随机地震地面运动模型联合来生成近场脉冲型地震动,并以此作为激励,用MATLAB对近场脉冲型地震动作用下TMD-基础隔震混合控制结构及独立基础隔震结构的地震响应进行求解,比较研究该混合控制结构的减震效果.结果表明该混合控制方式可以有效地控制结构的位移,而对加速度的控制效果不明显. 相似文献
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高层摩擦摆基础隔震结构在远场长周期地震动长持时的长周期成份作用下,尤其是类谐波成份作用下,隔震层上部结构的减震性能将可能无法得到保证,且摩擦摆支座亦可能产生超限变形。为此,远场长周期地震动作用下高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能需进一步探讨。通过一幢框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的非线性地震响应分析,揭示远场长周期地震动,尤其是在类谐和长周期地震动下框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的地震响应规律。提出在隔震层增设黏滞阻尼器对结构的地震响应进行控制。结果表明:摩擦摆隔震不能满足结构在远场类谐和长周期地震动作用的减震要求,而且还将放大其作用下结构的非线性响应;组合隔震结构能较有效地控制长周期地震动、特别是远场类谐和长周期地震作用下隔震层上部结构以及隔震层的弹塑性地震响应,尤其可显著减小隔震支座的最大变形,使其不超越隔震支座的容许变形值。 相似文献
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本文通过一座三层的耗能－隔震柔性底层钢管混凝土结构模型和一座三层普通钢筋混凝土结构模型的振动台实验，着重研究了耗能－隔震柔性底层钢管混凝土结构的抗震性能和减震效果，并与普通的钢筋混凝土结构的实验进行了分析比较，研究了两种结构体系在地震作用下的耗能分布和地震累积损伤情况。 相似文献
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为研究隔震技术对超大型冷却塔抗震性能的影响，以某混凝土冷却塔为研究对象，利用SAP2000分别建立基础隔震与层间隔震的冷却塔有限元模型，开展了结构动力特性分析和非线性时程分析，与非隔震冷却塔相比，对比分析了基础隔震与层间隔震的隔震效果。研究结果表明：基础隔震技术与层间隔震技术均能有效地延长冷却塔结构的自振周期，降低结构地震反应，第一阶自振周期延长至近3倍，整体平动模态提前至前两阶，扭转模态提前至第三阶。对比基底剪力，基础隔震的减震性能略优于层间隔震；对比相对位移，喉部以上，基础隔震与层间隔震的冷却塔减震效果基本相同，喉部以下，层间隔震的减震效果优于基础隔震；对比加速度放大系数，塔筒各位置处基础隔震的减震效果均优于层间隔震，支柱位置处，与非隔震冷却塔相比，基础隔震的加速度略有放大。研究结果可为冷却塔的减隔震分析提供参考。 相似文献
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层间隔震结构工作机理研究 总被引：15，自引：2，他引：15
本文建立了层间隔震结构动力分析模型,对层间隔震结构地震反应的主要影响系数进行了分析。结果表明:在一定的频率比范围内,当隔震层的位置较高时,隔震结构下部位移和上部加速度均显著减小,表现出与TMD相似的工作机理;当隔震层的位置较低时,隔震结构下部位移和上部加速度均变化不明显,其工作机理与基础隔震相似。隔震层的阻尼比对层间隔震结构的减震效果也有较大影响,阻尼比越大,减震效果越好。 相似文献
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Hadi Sayyadpour Farhad Behnamfar M. Hesham El Naggar 《Bulletin of Earthquake Engineering》2016,14(8):2385-2404
Usually for modeling of soil in a direct soil–structure interaction (SSI) problem, the equivalent linear soil properties are used. However, this approach is not valid in the vicinity of a foundation, where the soil experiences large strains and a high level of nonlinearity because of structural vibrations. The near-field method was developed and described in a companion paper to overcome this limitation. This method considers the effects of large strains and suggests a shear modulus and a damping ratio further modified in the near-field of a foundation. Validity and performance of this approach are evaluated, application examples are explained and the results of a parametric study about the role of soil and structure parameters in the extent of SSI effects on the nonlinear seismic response of structures are presented in this paper. One real existing and five, ten, fifteen and twenty story moment-resisting frame steel buildings with two different site conditions corresponding to firm and soft soils are considered and the responses obtained from the near-field method are compared with the recorded and rigorous responses. Moreover, various SSI modeling techniques are employed to investigate the accuracy and performance of each approach. The results show that the near-field method is a simple yet accurate enough approach for analysis of direct SSI problems. 相似文献
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A rocking podium structure is a class of structures consisting of a superstructure placed on top of a rigid slab supported by free‐standing columns. The free‐standing columns respond to sufficiently strong ground motion excitation by uplifting and rocking. Uplift works as a mechanical fuse that limits the forces transmitted to the superstructure, while rocking enables large lateral displacements. Such ‘soft‐story’ system runs counter to the modern seismic design philosophy but has been used to construct several hundred buildings in countries of the former USSR following Polyakov's rule‐of‐thumb guidelines: (i) that the superstructure behave as a rigid body and (ii) that the maximum lateral displacement of the rocking podium frame be estimated using elastic earthquake displacement response spectra. The objectives of this paper are to present a dynamic model for analysis of the in‐plane seismic response of rocking podium structures and to investigate if Polyakov's rule‐of‐thumb guidelines are adequate for the design of such structures. Examination of the rocking podium structure response to analytical pulse and recorded ground motion excitations shows that the rocking podium structures are stable and that Polyakov's rule‐of‐thumb guidelines produce generally conservative designs. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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基于水平摇摆阻尼系统模型，建立土-层间隔震结构简化分析模型，将地基土等效到上部结构，推导得到简化模型动力特性参数表达式，并通过对结构周期比及振型参与位移进行分析，讨论质量比及土体剪切波速对层间隔震结构自振特性的影响规律。利用虚拟激励法及均匀调制非平稳随机响应分析方法，分别从时域和频域角度分析不同场地条件下SSI效应对层间隔震结构的振动响应影响。结果表明：在刚性地基下，结构质量比对结构周期比及振型参与位移的影响较小，SSI效应放大了各子结构响应，尤其对下部子结构响应影响最大，各子结构在场地土差异下变化明显，软土场地下各子结构响应变大。 相似文献
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大底盘多塔楼结构的混合隔震控制 总被引：2，自引：0，他引：2
结合某实际工程,针对大底盘多塔楼结构提出混合隔震的控制策略,即对大底盘上的一栋或多栋塔楼采用隔震技术,并在隔震层附设一定数量的被动、主动或半主动的减震控制装置。建立了这种大底盘多塔楼结构混合隔震控制体系的运动方程,方程中各塔楼与下部结构及隔震层之间的刚度解耦,并考虑了隔震层的非线性。研究中比较了被动非线性粘滞阻尼器,半主动变孔隙阻尼器与理想主动控制时的减震控制效果。结果表明,这种混合隔震体系可以有效地减小上部塔楼与下部结构的地震反应,提高大底盘多塔楼结构的抗震安全性,取得明显的经济和社会效益。半主动变孔隙阻尼器可以极好地追踪理想主动控制力,取得与理想主动控制相近的减震控制效果。被动非线性粘滞阻尼器也能取得较好的减震效果,且易于维护,经济性较好,从工程应用的角度来看更为现实可行,具有较好的应用推广价值。 相似文献
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近场地震的动力特性明显不同于远场地震,因此有必要对结构在近场地震作用下的动力性能展开研究。以上部钢结构-下部混凝土结构这类竖向刚度不同的加层混合结构为研究对象,对其在近场脉冲型地震、近场无脉冲型地震及远场地震作用下的动力响应进行研究。结果表明:在多遇、设防、罕遇地震作用下,近场脉冲型地震会使结构的层间位移角、层间剪力、加速度等动力响应均放大并出现超限的情况,而且都比罕遇地震作用下结构的响应增大更明显;在进行近场区加层混合框架结构的设计和建设时,近场脉冲效应会使结构存在不满足规范的情况,有必要对竖向刚度不同的加层混合结构在近场区的适用性进行深入研究。 相似文献
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带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析 总被引：2，自引：0，他引：2
在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。 相似文献
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《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2012,32(12):1690-1702
Simulating dynamic soil–structure interaction (SSI) problems is a challenge when using a shaking table because of the semi-infinity of soil foundations. This paper develops real-time dynamic hybrid testing (RTDHT) for SSI problems in order to consider the radiation damping effect of the semi-infinite soil foundation using a shaking table. Based on the substructure concept, the superstructure is physically tested and the semi-infinite foundation is numerically simulated. Thus, the response of the entire system considering the dynamic SSI is obtained by coupling the numerical calculation of the soil and the physical test of the superstructure. A two-story shear frame on a rigid foundation was first tested to verify the developed RTDHT system, in which the top story was modeled as the physical substructure and the bottom story was the numerical substructure. The RTDHT for a two-story structure mounted on soil foundation was then carried out on a shaking table while the foundation was numerically simulated using a lumped parameter model. The dynamic responses, including acceleration and shear force, were obtained under soft and hard soil conditions. The results show that the soil–structure interaction should be reasonably taken into account in the shaking table testing for structures. 相似文献
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Qiang Wang Jin-Ting Wang Feng Jin Fu-Dong Chi Chu-Han Zhang 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2011
Simulating dynamic soil–structure interaction (SSI) problems is a challenge when using a shaking table because of the semi-infinity of soil foundations. This paper develops real-time dynamic hybrid testing (RTDHT) for SSI problems in order to consider the radiation damping effect of the semi-infinite soil foundation using a shaking table. Based on the substructure concept, the superstructure is physically tested and the semi-infinite foundation is numerically simulated. Thus, the response of the entire system considering the dynamic SSI is obtained by coupling the numerical calculation of the soil and the physical test of the superstructure. A two-story shear frame on a rigid foundation was first tested to verify the developed RTDHT system, in which the top story was modeled as the physical substructure and the bottom story was the numerical substructure. The RTDHT for a two-story structure mounted on soil foundation was then carried out on a shaking table while the foundation was numerically simulated using a lumped parameter model. The dynamic responses, including acceleration and shear force, were obtained under soft and hard soil conditions. The results show that the soil–structure interaction should be reasonably taken into account in the shaking table testing for structures. 相似文献
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合理有效地模拟桩-土-结构动力相互作用是软土地基条件下核岛厂房结构抗震适应性分析及地基处理的关键环节。以某拟建核岛厂房实际工程为研究背景，结合SuperFLUSH软件平台，以Goodman单元模拟桩与桩周土间的接触效应，采用等价线性法描述近场软土地基非线性特性，并在模型底部和侧面引入黏性边界模拟半无限地基辐射阻尼效应，从而建立土质地基条件下桩-土-核岛结构相互作用分析模型。进而，通过对原状地基和嵌岩桩处理地基条件下核岛厂房的楼层反应谱、结构节点相对位移（绝对值）的对比分析，探讨考虑桩-土间接触效应的嵌岩桩基对核岛厂房结构的影响规律。研究成果可为实际工程中类似土质地基条件下核岛厂房结构的地基处理提供参考。 相似文献
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《震灾防御技术》2022,17(4):643-650
利用振动台模型试验和有限元数值模拟的方法对土质地基-群桩-钢框架结构体系动力相互作用的规律和特征进行研究,并讨论了基桩长径比对于体系动力相互作用特征的影响。试验地基土体模型为均匀粉质黏土,剪切波速约为213 m/s;群桩基础由9根长2.0 m、直径0.1 m的基桩3×3对称布置;上部结构模型简化为三层钢框架结构。本文研究结果表明:土-桩-钢框架结构体系的阻尼比相较固定基础情形有所增加,输入相同地震动时其地震反应小于固定基础情形;动力相互作用体系中运动相互作用的贡献与惯性相互作用相当,不应忽略;随着基桩长径比的增大,运动相互作用增大,钢框架结构的加速度反应增大。 相似文献