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摩擦摆隔震支座和隔震橡胶支座的安全效益对比分析研究

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摩擦摆隔震支座和隔震橡胶支座的安全效益对比分析研究

作者：杜杰伟昆明理工大学

学位级别：硕士

隔震技术在建筑结构中的广泛应用,对解决传统抗震技术的局限性具有一定意义,使结构在地震中的安全性得到了极大提高,隔震技术已成为当今较为重要的减震手段。隔震技术理论虽早有研究并逐步得到完善成熟,但由于隔震支座种类的不同,使不... 详细信息

隔震技术在建筑结构中的广泛应用,对解决传统抗震技术的局限性具有一定意义,使结构在地震中的安全性得到了极大提高,隔震技术已成为当今较为重要的减震手段。隔震技术理论虽早有研究并逐步得到完善成熟,但由于隔震支座种类的不同,使不同隔震支座的应用和结构地震响应也有所差异。因此,对橡胶支座和摩擦摆支座安全效益的分析研究,在隔震设计和分析中也较为重要。为研究隔震结构中橡胶支座和摩擦摆支座的安全效益差异,本文在7度(0.1g)、8度(0.2g)、9度设防烈度下对橡胶支座和摩擦摆支座的安全效益进行对比分析。采用基础隔震方式,对不同设防烈度下的结构模型进行橡胶支座和摩擦摆支座的布置得相关验算,计算结果表明,两种支座偏心率均控制在3%以内,有效控制了隔震结构的扭转变形影响。同时,采用两种支座的结构周期均得到有效延长,第一、二阶周期均延长至2S以上,橡胶支座隔震结构第三阶周期延长至1.5S以上,摩擦摆支座隔震结构第三阶周期延长至2S以上,两种支座的隔震结构均呈现出第一、二阶周期整体平动(X、Y向)状态,第三阶周期整体扭转状态,结构周期与地震波卓越周期相错,在一定程度上削弱了输入到结构中的地震能量。依据两种支座隔震后的每个结构相关参数选取5条天然地震波和2条人工地震波,基于时程分析方法,通过ETABS软件分析橡胶支座隔震结构模型和摩擦摆支座隔震结构模型在设防地震下和罕遇地震下的结构地震响应,分析结果表明,橡胶支座和摩擦摆支座隔震结构在不同设防烈度条件下,两种支座均能减小50%以上结构地震剪力和层间位移角,罕遇地震下最大层间位移角均在1/50以内且仍有一定安全冗余,两种支座均有效削弱地震能量,提高结构安全性。对橡胶支座和摩擦摆支座的轴向应力和位移进行验算,保证两种支座在保持自身性能稳定状态条件下为结构提供良好的隔震效能。基于橡胶支座和摩擦摆支座的隔震分析结果和经济性,对两种支座的安全效益进行对比分析,结果表明:7度(0.1g)、8度(0.2g)设防烈度下,橡胶支座的整体隔震率要优于摩擦摆支座,橡胶支座的隔震性能较好;两种支座的经济性相差不大,摩擦摆支座的经济性略优于橡胶支座,但两种支座相差较小。9度设防烈度下,橡胶支座和摩擦摆支座的整体隔震率相差不大,设防地震和罕遇地震下平均差值为4.5%、0.6%,其中橡胶支座的隔震性能表现更好,并且橡胶支座的经济性要优于摩擦摆支座。橡胶支座和摩擦摆支座均呈现较为饱满的滞回曲线,两种支座的耗能性能均表现良好。

关键词：基础隔震隔震支座隔震分析隔震效率对比经济性分析

具有隔震构造的核电站安全壳在强烈地震和大型商用飞机撞击下的振动响应分析

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工程力学 2018年第9期35卷 81-88页

作者：李建波梅润雨于梦林皋海岸与近海工程国家重点实验室大连理工大学辽宁大连116024 工程抗震研究所建设工程学部水利工程学院大连理工大学辽宁大连116024

核电站安全壳的安全性和完整性在建造运营期间必须要得到保证,尤其是对于强烈地震和飞机撞击等超设计基准事故。基础隔震作为一种能有效降低上部结构地震响应并防止结构破坏的典型隔震措施,在未来的核电站设计建造中备受关注,因而在核... 详细信息

核电站安全壳的安全性和完整性在建造运营期间必须要得到保证,尤其是对于强烈地震和飞机撞击等超设计基准事故。基础隔震作为一种能有效降低上部结构地震响应并防止结构破坏的典型隔震措施,在未来的核电站设计建造中备受关注,因而在核电站隔震系统的建造设计时应考虑大型商用飞机撞击的影响。该文基于CPR1000核电站安全壳,在底板下侧布置了不同型号的高阻尼橡胶隔震支座,从结构的隔震率(DAR)、最大水平位移和加速度反应谱,对安全壳在强烈地震作用下的隔振性能进行了综合分析。并结合采用荷载时程法以A320商用飞机撞击荷载为例进行飞机撞击核电站安全壳的分析,着重从飞机撞击后的振动衰减过程的振动特性以及飞机撞击诱导振动的加速度反应谱的分析结果对具有隔震构造的安全壳振动规律进行了分析。

关键词： CPR1000安全壳隔震支座隔震分析飞机撞击振动规律

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某大跨连续钢结构桁架廊桥隔震分析与设计

建筑结构 2018年第9期48卷 14-18页

作者：陆文忠上海科进咨询有限公司同济大学结构工程与防灾研究所

主要介绍了某大跨连续钢结构桁架商业廊桥的隔震分析与设计,考虑到工程具体情况,设置了铅芯橡胶支座,合理确定了铅芯橡胶支座的尺寸和设计参数,并采用MIDAS Gen软件对结构进行了多遇地震和罕遇地震作用下的线性与边界非线性时程分析及... 详细信息

主要介绍了某大跨连续钢结构桁架商业廊桥的隔震分析与设计,考虑到工程具体情况,设置了铅芯橡胶支座,合理确定了铅芯橡胶支座的尺寸和设计参数,并采用MIDAS Gen软件对结构进行了多遇地震和罕遇地震作用下的线性与边界非线性时程分析及隔震设计。结果表明,设置合适的铅芯橡胶支座能够使得该连续钢结构桁架廊桥工程达到较好的隔震效果,对类似的工程有借鉴意义。

关键词：钢结构桁架廊桥隔震分析铅芯橡胶支座边界非线性时程分析

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SBS改性阻尼垫用于砖混房屋隔震性能分析

建筑结构 2012年第S1期42卷 542-544页

作者：王金昌钱国桢马红观沈兴华浙江大学交通工程研究所杭州310058 杭州天元建筑设计研究院杭州311200 平湖市科技局平湖314200

采用Ⅳ级场地天津波对某民居的砖混结构采用SBS隔震垫的效应进行了动力有限元分析,SBS隔震垫简化为弹簧和阻尼。通过分析发现,设置隔震垫后结构的周期增加、加速度减小、位移增大,设置SBS改性沥青隔震垫后对建筑具有较好的隔震效果,可... 详细信息

采用Ⅳ级场地天津波对某民居的砖混结构采用SBS隔震垫的效应进行了动力有限元分析,SBS隔震垫简化为弹簧和阻尼。通过分析发现,设置隔震垫后结构的周期增加、加速度减小、位移增大,设置SBS改性沥青隔震垫后对建筑具有较好的隔震效果,可在农村建筑中适当推广应用。

关键词：砖混结构隔震分析有限单元法

建筑隔震支座力学模型对隔震分析结果的影响性研究

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建筑隔震支座力学模型对隔震分析结果的影响性研究

作者：李林华中科技大学

学位级别：硕士

随着近年来地震工程的发展，基础隔震结构的应用越来越广泛，而铅芯隔震橡胶支座以其突出的优点更是运用十分广泛。铅芯隔震橡胶支座的力学模型通常采用双线性滞回模型，而实际上在大震作用下铅芯隔震橡胶支座发生大变形，其滞回曲线呈... 详细信息

随着近年来地震工程的发展，基础隔震结构的应用越来越广泛，而铅芯隔震橡胶支座以其突出的优点更是运用十分广泛。铅芯隔震橡胶支座的力学模型通常采用双线性滞回模型，而实际上在大震作用下铅芯隔震橡胶支座发生大变形，其滞回曲线呈现三线性的形态，现如今隔震分析中并未考虑大变形下支座力学模型差异所带来的影响。本文就此问题进行展开，陈述了基础隔震结构相关理论和发展现状，阐述了隔震结构隔震分析的过程及动力分析的理论依据，并提出了确定三线性模型力学参数的基本假定和计算方法。文章对某实际工程进行隔震设计，利用ETABS分析软件，通过方案对比选择合理的隔震方案，并对此方案的合理性进行研究分析。此外，根据现有隔震方案，借助ANSYS有限元分析软件进行实体建模，并对铅芯橡胶支座采用双线性模型和三线性模型的两种隔震结构的动力响应进行数值分析。论文对两种力学模型的动力响应和隔震效果进行对比分析，明确差异性大小，对当今隔震设计方法的可靠性提出建设性意见，并对隔震分析的发展提供参考。

关键词：基础隔震隔震分析铅芯隔震橡胶支座力学模型三线性模型双线性模型

青岛某国际会议展览中心登录大厅抗震及隔震分析

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青岛某国际会议展览中心登录大厅抗震及隔震分析

作者：张红卫青岛理工大学

学位级别：硕士

近年来,国内外地震灾害频发,每一次地震的发生往往造成严重的人员伤亡和经济财产损失。我国位于欧亚地震带与环太平洋地震带之间,地震灾害时有发生。因此,研究建筑抗震设计是我国经济社会发展的现实需要。目前,我国建筑抗震的设计思路... 详细信息

近年来,国内外地震灾害频发,每一次地震的发生往往造成严重的人员伤亡和经济财产损失。我国位于欧亚地震带与环太平洋地震带之间,地震灾害时有发生。因此,研究建筑抗震设计是我国经济社会发展的现实需要。目前,我国建筑抗震的设计思路主要是基于建筑结构的性能。这就要求有明确的结构抗震性能目标,结构在地震作用期间的最大位移响应和最大的加速度反应是同等重要的两个方面,均应属于性能目标范畴。除此之外还应该结合建筑的消能减震和隔震技术,研究结构的减震、隔震技术已经成为了结构抗震领域的一个重点。本文研究的青岛某会议展览中心位于青岛市高新区,由登录大厅、单层展厅、双层展厅及附属裙房等部分组成。本文利用有限元软件SAP2000对该网架结构的登录大厅部分进行非线性动力时程分析,通过输入不同的地震波,研究该网架结构的抗震性能。针对本网架结构的特点,本文主要研究工作如下:1)针对本网架结构跨度大,结构复杂的特性,首先采用有限元软件SAP2000对其进行模态分析,分析结构的自振周期和自振频率等;2)针对本网架结构建立了SAP2000有限元模型,分析了结构在自重荷载下的位移以及杆件的受力情况。并以此为依据确定了结构的受力最大的节点和杆件,为后续进行非线性分析确定了关键节点和受力杆件;3)青岛某国际会议展览中心位于青岛市,汶川地震后,国家提升了国内许多城市的抗震设防烈度,目前青岛市的抗震设防烈度提升为7度。因此,需要对本网架结构进行罕遇地震下的抗震验算,分析结构的位移和加速度反应是否满足要求;4)大跨空间结构因其跨度大、受力复杂等特点,在遭遇地震时更易发生破坏。利用消能减震技术可以防止结构的倒塌和减小结构的破坏。消能减震技术属于结构振动控制的范畴,本文通过将普通支座替换为隔震支座,通过隔震支座的耗能能力来消耗地震能量,来减小结构的地震反应,达到消能减震的目的。减震隔震分析表明,减震隔震技术的应用使本网架结构可以满足7度区的抗震设防要求。5)除了对本网架按照青岛市的7度区的设防烈度进行抗震和隔震计算外,本文还对该网架结构按照8度区的设防烈度进行超罕遇地震抗震和隔震分析。结果表明在增加造价不大的情况下,采取隔震措施的网架结构可提高一度设防,满足抗震要求。

关键词：会议展览中心网架结构抗震分析时程分析隔震分析

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大型储仓结构的隔震分析研究

大型储仓结构的隔震分析研究

作者：彭华铁华中科技大学

学位级别：硕士

地震是对人类生命安全威胁最大的自然灾害之一,长期以来,它给人类带去了巨大的灾难,尤其是当发生强大震时,它给人类带来的灾难几乎是毁灭性的。比如2008年的汶川大地震,几分钟之后,整个汶川变成一片废墟,给国家和社会带来了惨重的损失... 详细信息

地震是对人类生命安全威胁最大的自然灾害之一,长期以来,它给人类带去了巨大的灾难,尤其是当发生强大震时,它给人类带来的灾难几乎是毁灭性的。比如2008年的汶川大地震,几分钟之后,整个汶川变成一片废墟,给国家和社会带来了惨重的损失。由于地震具有突发性强、历时短的特点,预测地震是相当困难的。隔震技术兴起于20世纪80年代,由于其良好的隔震性能,该技术已经被大量的应用在了地震工程界,并取得了良好的隔震效果,大大的减少了地震给人类带来的损失。传统的抗震设计是靠增加结构自身刚度来进行抗震,该方法的造价十分巨大,且抗震效果并不明显。而隔震设计原理不同,它是在结构和基础之间添加隔震层,限制地震能量向结构传入,从而减小上部结构的变形,达到隔震的目的。该技术工程造价比较低,而且隔震效果明显,因此应用越来越广。本文以涉外工程项目为研究背景,在一大型重要生产设备(氧化铝储仓)的底部周边与基础之间,均匀地设置48个铅芯橡胶隔震支座,利用Newmark ?β时程分析方法,对该隔震结构体系进行时程分析,对比分析隔震装置对结构的应力分布和位移分布的影响,验证铅芯橡胶支座的隔震效果;通过改变铅芯橡胶支座的参数,对不同的参数设置进行时程分析,描绘出应力和位移与各参数之间的关系曲线,并得出其参数的最佳组合。利用时程分析计算,研究固有频率、固有周期、应力水平和位移水平的特性,验证了铅芯橡胶支座的隔震效果;通过对铅芯橡胶支座不同水平参数的设置,描绘出了储仓最大mises应力和最大位移与各参数之间的关系曲线,得到了各水平参数的最佳组合,为工程实际提供支持。

关键词：地震铅芯橡胶隔震分析

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不同高宽比高层隔震结构的地震反应分析

地震工程与工程振动 2014年第S1期34卷 788-794页

作者：冯绍林黄襄云马玉宏沈朝勇广州大学工程抗震研究中心广东省地震工程与应用技术重点实验室广东广州510405

隔震技术一般适用于层数为1~30层的建筑物或高宽比不大于4的各类多高层建筑物,但目前已经有很多超高、超高宽比的隔震建筑建成。本文以某四栋高层建筑为例,探讨了不同高宽比高层隔震结构的地震响应。分析结果表明,随着高宽比的增大,高... 详细信息

隔震技术一般适用于层数为1~30层的建筑物或高宽比不大于4的各类多高层建筑物,但目前已经有很多超高、超高宽比的隔震建筑建成。本文以某四栋高层建筑为例,探讨了不同高宽比高层隔震结构的地震响应。分析结果表明,随着高宽比的增大,高层隔震结构的地震响应增强,但水平向减震系数变化不明显,高宽比变化对高层结构的隔震设计无明显影响,在进行高层结构隔震设计时高宽比的取值不应限制过严,可在现有规范的基础上予以适当放宽。

关键词：高宽比高层结构隔震设计隔震分析地震反应

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昆明天湖景秀百米高住宅结构隔震非线性分析

建筑结构 2017年第8期47卷 93-97页

作者：罗强军高国家管庆松张玉敏云南怡成建筑设计有限公司昆明650118 云南震安减震技术有限公司昆明650000

昆明天湖景秀项目百米高层剪力墙结构住宅采用基础隔震技术,通过铅锌隔震支座和普通橡胶隔震支座的合理布置和设计,取得了良好的隔震效果。对隔震系统偏心率、楼层最小剪力系数、各设防水准支座应力、大震下变形和恢复能力、抗风设计等... 详细信息

昆明天湖景秀项目百米高层剪力墙结构住宅采用基础隔震技术,通过铅锌隔震支座和普通橡胶隔震支座的合理布置和设计,取得了良好的隔震效果。对隔震系统偏心率、楼层最小剪力系数、各设防水准支座应力、大震下变形和恢复能力、抗风设计等做了详细分析。采取单向和三向非线性时程分析进行大震包络设计,对重点楼层位移和受拉支座应力进行了重点讨论。针对高层结构隔震设计,归纳了隔震支座的布置原则,提供了实用的设计流程,供工程参考。

关键词：高层住宅剪力墙基础隔震隔震分析非线性时程分析