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基础隔震技术广泛应用于建筑结构以减轻结构的地震响应.值得注意的是,在隔震体系中减小主结构的加速度响应是以牺牲隔震器变形为代价的.调谐惯容系统(TID)和隔震器组成的混合隔震体系可减小隔震层的位移响应.与传统调谐质量阻尼器(TMD)结构类似,TID 由惯容、调谐弹簧和阻尼元件组成.因此,可直接利用 TMD减震系统的设计公式来确定 TID 的最优参数.首先基于单自由度体系(SDOF)附加 TID的运动方程,推导分析两种 TID和 TMD设计公式,对两者设计公式的前提条件和适用性进行深入的探讨.其后,借助基础隔震体系的benchmark模型来检验设计 TID的可行性和有效性.数值模拟结果表明,在不增加主结构绝对加速度响应的情况下, TID能够显著减小基础隔震结构的位移响应和基底剪力. 相似文献
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建立了多级串联非比例阻尼隔震结构动力分析模型;引用分区瑞利阻尼模型将非比例阻尼矩阵分解为瑞利阻尼矩阵和体现非比例阻尼的余项阻尼矩阵,推导出结构的阻尼矩阵;并编制了MATLAB动力时程分析程序,对一实际隔震工程进行地震响应分析.结果表明:随着下部结构刚度的增加,结构的层剪力比和隔震层位移响应峰值均趋向于基础隔震结构的对应值;当下部结构为一层,且层间刚度大于上部结构底层层间刚度4～6倍时,可以近似按基础隔震结构进行动力分析. 相似文献
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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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《华南地震》2016,(4)
层间隔震结构是基础隔震结构的发展与延伸,作为一种复杂结构体系,基础隔震结构的工作机理不一定完全适合,延长结构的周期可能无法同时降低上、下部结构的地震响应。此类体系以往的理论及试验研究,隔震层的阻尼多由铅芯橡胶支座提供,采用天然橡胶支座及黏滞阻尼器作为隔震层,进行了层间隔震结构振动台试验研究。设计了一个4层的钢框架模型,依次进行了基础固接、基础隔震、1层顶隔震、2层顶隔震及3层顶隔震的振动台试验研究,测定结构的加速度、层间位移及层剪力系数。试验结果表明:黏滞阻尼器层间隔震结构具有良好的减震效果。建立了层间隔震结构的有限元模型,将有限元分析结果与试验结果进行了对比。 相似文献
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基础隔震高层建筑地震响应的理论分析 总被引：4，自引：2，他引：4
本文对某高层隔震框架－剪力墙结构的三维地震响应进行了有限元分析计算，对比了隔震结构及其相应非隔震结构的动力特性，给出了在多遇地震和罕遇地震作用下结构的最大层间剪力，层间位移等，得到一些有意义的结论。 相似文献
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橡胶支座基础隔震结构遭遇近断层脉冲型地震动作用时,隔震层变形过大,需要限位。提出了软碰撞限位方案。按抗震规范设计橡胶支座隔震钢筋混凝土框架结构,选取近断层地震动记录,分析了限位主要参数预留距离、限位刚度和阻尼对隔震结构响应的影响。结果表明,预留距离增大,限位刚度需求增大,限位效果减弱;限位刚度增大,隔震层最大位移减小,上部结构层间最大位移增大;在一定范围内适当增大阻尼可减小隔震层最大位移与上部结构的层间最大位移。合理选用限位参数,可同时获得良好的限位与减震效果。提出了限位参数的优选方法。 相似文献
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基础隔震结构随机地震响应分析的复模态法 总被引：13，自引：1，他引：13
本文对多自由度基础隔震结构的随机地震响应问题进行了系统研究，首先建立了运动方程，然后用第一振型将上部结构展开，针对所得方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况，用复模态法解耦，获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解，对单自由度体系，此解即为结构响应的精确解，从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼与非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于带TMD减震结构、无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析与优化设计。 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
10.
隔震结构中非经典阻尼影响及最佳阻尼比分析 总被引：15，自引：1，他引：14
本文采用双自由度非比例阻尼振动模型描述基础隔震体系,用拉普拉斯变换方法获得其地震时域响应的近似解析解,借助于应谱理论分析了非比例阻尼对隔震体系中的上部结构层间最大剪力及隔震层最大位移等响应值的影响,探寻了隔震系统最佳阻尼比的取值范围。 相似文献
11.
利用实体软钢棒作为消能限位装置，将一种摩擦性能优良的二硫化钼材料作为隔震支座的滑移材料，提出并制作了一种可以应用于框架结构既能隔震又可以消能的新型摩擦滑移隔震装置。探讨了其设计方法和应用方法，并对安装了该新型摩擦滑移隔震装置的一相似比为1:5的5层框架结构模型进行了振动台试验，测试了框架结构在单向地震波作用下的地震反应规律，分析了摩擦滑移隔震结构的加速度反应、层间剪力反应、隔震层滑移量及隔震层剪力的变化规律。结果表明:一般情况下当设防烈度为8度，Ⅱ类场地时，该隔震结构的加速度响应可降低50%左右，层间剪力响应可降低50%左右，减震效果比较明显。另外，只要确定合理的构造方案和实施方案，这种新型摩擦滑移隔震装置就能满足框架结构的隔震减震要求，可应用于实际工程结构中。 相似文献
12.
The development of an efficient energy-dissipating mechanism that works in conjunction with laminated elastomeric bearings in order to reduce the lateral deformation of the isolation system has always been a goal of base isolation research. Theoretically, this deformation will be reduced to the minimum if damping augmentation of the isolation system can reach a critical value. However, augmenting the isolation damping may cause some unwanted side effects. The purpose of this paper is to study the influence of isolation damping on the seismic response of heavily damped base-isolated buildings. The base isolation system is assumed to be linearly viscoelastic and is analysed using the complex mode method. Solutions derived by using perturbation techniques for a two-degree-of-freedom system and the computer simulation for a multiple-degree-of-freedom system reveal that augmenting the isolation damping can reduce efficiently the deformation of the isolation system, but at the price of increasing the high-frequency vibration in the superstructure. When the damping ratio of the isolation system is beyond some level, increasing the isolation damping will enlarge the extreme values of the base and superstructural accelerations. It is also found that approximate solutions derived from the use of classical damping and classical modes of vibration in the seismic analysis of heavily damped base isolation systems can be substantially in error. 相似文献
13.
在近断层地震动下桥梁结构将发生较大反应,减隔震设计是减轻地震损伤的重要手段。提出了在桥梁双柱墩横桥向设置防屈曲支撑(BRB),在纵桥向设置铅芯橡胶支座(LRB)的双向减隔震体系。利用Midas Civil软件建立3种不同减隔震方式的桥梁结构模型:LRB仅单向,LRB双向与LRB联合BRB,运用非线性时程分析方法计算了桥墩反应(墩顶侧移角、残余位移角和曲率延性)、LRB支座变形和BRB的耗能特性等。结果表明:在近断层地震动输入下联合设置LRB和BRB的双向减隔震桥梁减震效果明显,相比其它2种方式,能有效降低墩柱的塑性变形及起到保护桥墩的作用。在横桥向,桥墩最大侧移角、残余位移角和最大曲率延性系数都显著降低。 相似文献
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《地震工程与结构动力学》2018,47(5):1169-1192
In seismic base isolation, most of the earthquake‐induced displacement demand is concentrated at the isolation level, thereby the base‐isolation system undergoes large displacements. In an attempt to reduce such displacement demand, this paper proposes an enhanced base‐isolation system incorporating the inerter, a 2‐terminal flywheel device whose generated force is proportional to the relative acceleration between its terminals. The inerter acts as an additional, apparent mass that can be even 200 times higher than its physical mass. When the inerter is installed in series with spring and damper elements, a lower‐mass and more effective alternative to the traditional tuned mass damper (TMD) is obtained, ie, the TMD inerter (TMDI), wherein the device inertance plays the role of the TMD mass. By attaching a TMDI to the isolation floor, it is demonstrated that the displacement demand of base‐isolated structures can be significantly reduced. Due to the stochastic nature of earthquake ground motions, optimal parameters of the TMDI are found based on a probabilistic framework. Different optimization procedures are scrutinized. The effectiveness of the optimal TMDI parameters is assessed via time history analyses of base‐isolated multistory buildings under several earthquake excitations; a sensitivity analysis is also performed. The enhanced base‐isolation system equipped with optimal TMDI attains an excellent level of vibration reduction as compared to the conventional base‐isolation scheme, in terms not only of displacement demand of the base‐isolation system but also of response of the isolated superstructure (eg, base shear and interstory drifts); moreover, the proposed vibration control strategy does not imply excessive stroke of the TMDI. 相似文献
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为了研究钢筋-沥青隔震层的材料与几何非线性震动特性，对钢筋-沥青隔震结构进行了振动台试验，分析了结构在不同加速度幅值输入时的隔震性能。同时，在钢材的应力-应变关系基础上，考虑构件竖向力的二次矩效应，提出了钢筋-沥青隔震层骨架曲线的计算方法，并结合双线型恢复力模型的滞回规则，建立了相应的恢复力模型。利用建立的恢复力模型，编制程序进行了弹塑性时程分析，并与试验结果作对比。结果表明:当钢筋-沥青隔震层的受力钢筋进入弹塑性阶段时，隔震层能够吸收大部分地震能量，显著降低上部结构的地震反应；弹塑性时程分析结果与试验结果吻合较好，由此建立的恢复力模型准确并且适用，可为钢筋-沥青隔震层的工程设计与非线性地震反应分析提供参考。 相似文献
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Using controlled liquefaction, a seismic isolation technique is introduced by which a large area with dozens of structures can be seismically isolated. The proposed Large Scale Seismic Isolation (LSSI) is in many ways similar to conventional base isolations. The required bearing is provided by a fully undrained pre-saturated liquefiable layer which has substantial vertical stiffness/capacity and minimal lateral stiffness. Moreover, required energy dissipation would be provided through material damping and Biot flow-induced damping within the liquefied layer. LSSI consists of a thick nonliquefiable crust layer and an underlying engineered pre-saturated liquefiable layer bounded by two impermeable thin clay layers. The liquefiable layer should be designed to trigger liquefaction as soon as possible within the early seconds of a design level seismic event. Adopting the energy-based GMP liquefaction theory, optimum gradation of the liquefiable layer is also investigated. It turned out that LSSI would effectively reduce acceleration response spectrum within short to medium periods. Contribution of the proposed LSSI is more pronounced in the case of stronger ground motions such as near field events as well as ground motions with longer return periods. 相似文献