基于减隔震性能分析的多级设防SMA-LRB设计方法研究
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究隔震结构是一种采用隔震器降低地震作用力传递到结构的一种结构形式。
水平向减震系数是衡量隔震结构减震效果的一个参数，其大小取决于
结构自重、隔震器的刚度和阻尼等因素。
为了优化隔震结构的减震效果，
需要进行水平向减震系数的研究。
本文主要基于结构设计的角度，研究了影响隔震结构水平向减震系数
的各种因素。
首先，通过分析结构和隔震器之间的相互作用，确定隔震器
的刚度和阻尼参数。
其次，考虑结构自重、地基刚度和结构层数等因素对
水平向减震系数的影响，进而优化结构设计方案，提高减震效果。
本文采用有限元模拟的方法进行分析，对结构设计的灵活性和可行性
进行了充分的考虑。
实验结果表明，水平向减震系数与结构刚度、阻尼、
自重和地基刚度等因素密切相关，需要根据具体情况进行综合考虑和调整。
通过合理的结构设计和隔震器配合，可以显著提高结构的抗震性能，实现
减震效果的最大化。
总之，本文通过对隔震结构水平向减震系数的研究，为建筑抗震设计
提供了一定的参考。
今后的研究可以进一步探讨如何提高隔震器的耐久性
和可靠性，以及如何将隔震技术应用于更广泛的建筑类型中。
隔震设计分析及隔震结构变形缝设置探讨
隔震设计分析及隔震结构变形缝设置探讨贾莉;安海玉;张锡治【摘要】为研究隔震结构设置对整体结构抗震性能的影响，以实际工程中四川卧龙一贯制学校中学部教学楼结构隔震设计为例，采用SAP2000软件对结构进行整体非线性动力时程分析，在多遇地震和罕遇地震作用下对隔震结构和非隔震结构进行对比分析．分析结果表明：多遇地震作用下隔震结构的层间剪力、加速度和层间位移较非隔震结构均有大幅度降低，其中X向、Y向最大层剪力分别降低了78%，和79%，；X向、Y向楼层最大加速度分别降低了60%，和52%，；X向、Y向最大层间位移分别降低了75%，和85%，．此外，罕遇地震作用下设置隔震结构也能明显减小结构的地震反应，改善结构的抗震性能．同时还对隔震结构变形缝的设置进行了探讨，为相关工程提供参考．%In order to investigate the effect of isolation structure design on the seismic performance of the overall structure,comparative analysis of the isolated structure and non-isolated structure under frequent and rare earth-quakes has been conducted,which is based on the isolation design for middle school teaching building of Sichuan Wolong consistent system. The nonlinear dynamic history analysis of the whole structure has been carried out by means of the softwareSAP2000. According to the analysis results,the interlayer shear,acceleration and interlayer drift of isolation building are considerably smaller than the non-isolated structure under frequent earthquake. The larg-est interlayer shears ofX direction andY direction have reduced by 78%, and 79%,,the largest accelerations ofX di-rection andY direction have reduced by 60%, and 52%, and the largest interlayer drifts ofX direction andY direction havereduced by 75%, and 85%,,respectively. Besides,the isolated structure could significantly reduce the seismic response and improve the seismic performance of the structure under rare earthquake as well. In addition,the set of deformation joint for isolation structure has been discussed,which can provide a reference for related engineering.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2015(000)0z1【总页数】10页(P81-90)【关键词】隔震设计;变形缝;地震反应【作者】贾莉;安海玉;张锡治【作者单位】天津大学建筑工程学院，天津 300072; 天津大学建筑设计规划研究总院，天津 300073;天津大学建筑设计规划研究总院，天津 300073;天津大学建筑工程学院，天津 300072; 天津大学建筑设计规划研究总院，天津 300073【正文语种】中文【中图分类】TU318随着现代科技的迅猛发展，隔震技术被广泛应用于建筑结构和桥梁中[1]．在桥梁之中，除了研究较为成熟的被动控制，还可以通过采用适当的半主动控制来有效降低桥梁的地震响应，由于这种技术优点突出，也成为结构振动控制领域的研究热点[2-6]．在建筑中采用的隔震技术主要分为地基隔震、基础隔震和上部结构隔震等，其中基础隔震是目前工程中应用最多的一种减震控制技术．基础隔震的原理是在建筑上部结构与基础之间设置隔震层来隔离地震能量，即在房屋底部设置由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期抗震要求．基础隔震的概念最早由日本的河合浩藏于1881年提出，随后德国、英国、新西兰等学者相继提出了类似思想，1921年日本东京建成了最早的隔震建筑——帝国饭店．近几十年来，随着地震工程的发展，大量强震纪录的积累，大型试验设备的研制成功，特别是适用隔震元件的开发取得了重大进展，基础隔震技术已渐渐从理论探索、试验研制阶段发展到了示范应用和推广使用阶段．近年来，我国对房屋基础隔震技术的研究、开发和试点工作的重点也从摩擦滑移隔震机械转到隔层橡胶垫机构，叠层橡胶垫隔震系统已成为隔震技术应用的主流．本文对四川卧龙一贯制学校中学部教学楼结构进行基础隔震设计，并分别采用等效侧力法和时程分析法对隔震结构和非隔震结构进行了对比分析，提出了隔震层的连接构造措施和隔震支座的施工维护要求．四川卧龙一贯制学校中学部教学楼为钢筋混凝土框架结构，框架抗震等级为一级．建筑面积4,383,m2，主体结构长68.5,m，宽49.2,m，总高度15.154,m．地上2层，局部3层，层高3.9,m，顶层局部5.6,m．由于整个平面凹凸不规则，因此设置防震缝，将建筑物分成4个规则独立的结构单元．主体结构采用钢筋混凝土框架体系，柱截面为500,mm× 600,mm，框架梁截面为300,mm×750,mm，次梁截面为250,mm×500,mm；楼盖采用梁板结构，板厚不小于100,mm．场地类别Ⅱ类，抗震设防烈度8度，场地特征周期0.35,s．教学楼采取隔震设计以提高建筑物的抗震性能，隔震层设置于±0.000,m标高，采用梁板结构，板厚150,mm，且双层双向配筋．隔震层作为上部框架柱的嵌固端通过上支墩与隔震支座进行连接，支墩高度与梁高相同．基础采用钢筋混凝土柱下独立基础，选碎、卵石层作为基础持力层．由于持力层标高起伏较大，因此基础埋深随持力层的变化而分区域变化．基础上设置下支墩，用于安装隔震支座，并在接近支墩顶标高的位置设置基础连系梁，以减小隔震支座对支墩及基础产生的剪力和弯矩．隔震层、隔震支座和隔震构造如图1所示.2.1 隔震支座布置隔震层设置在基础与上部结构之间，隔震支座的布置如图2所示．2.2 隔震支座选型根据GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》(2008版)、JG 118—2000《建筑隔震橡胶支座》和CECS 126∶2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》的规定，计算隔震层各橡胶隔震支座在永久荷载和可变荷载组合作用下的竖向平均压应力设计值[7-9]，并进行罕遇地震作用下的拉应力验算．最终选用普通橡胶隔震支座GZP400、GZP500、GZP600和铅芯橡胶隔震支座GZY400、GZY500、GZY600，隔震支座选型及数量汇总如表1所示，力学性能如表2所示．2.3 各结构单元单独隔震分析对教学楼1号～4号结构单元进行单独分析，计算了隔震层的等效刚度和等效阻尼比等参数，对多遇地震时隔震结构和非隔震结构的基底剪力进行了计算对比，并对罕遇地震时隔震结构隔震层的水平位移进行了验算，计算结果如表3～表14所示．2.3.1 1号单体结构分析1号单体结构的隔震层计算参数、多遇地震时上部结构基底剪力计算分析以及罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算分别如表3～表5所示．表中：Qy为屈服力；Kd为屈服后刚度；Ke为等效刚度；G为重力荷载代表值；Kh为隔震层水平刚度；T1为基本周期；Tg为场地特征周期；ξ 为等效阻尼比；α 为地震影响系数；Fek为基底总剪力；D为隔震层位移；Dr为考虑扭转的隔震层位移；[D]为隔震层位移限值.2.3.2 2号单体结构分析2号单体结构的隔震层计算参数如表6所示；多遇地震时上部结构基底剪力计算对比如表7所示；罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表8.2.3.3 3号单体结构分析3号单体结构的隔震层计算参数如表9所示；多遇地震时上部结构基底剪力计算分析如表10所示；罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表11.2.3.4 4号单体结构分析4号单体结构的隔震层计算参数如表12所示；多遇地震时上部结构的基底剪力计算对比如表13所示；罕遇地震时上部结构的基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表14.2.4 隔震层方案讨论由以上计算结果可以得到多遇地震作用下，隔震结构与非隔震结构最大基底剪力比为0.448，可见隔震结构的基底剪力至少降低55%,；上部结构设计中水平减震系数取0.75．罕遇地震作用下，隔震结构隔震层最大水平位移192,mm，满足位移限值要求．如果按照每个结构单元分别进行隔震设计，则两相邻结构单元间必须留设隔离缝，缝宽不小于两单元最大位移之和，即两单元间缝宽至少420,mm，这样会给结构布置、建筑形象和使用功能带来非常大的影响．如果隔震层连成一个整体，在隔震层以上设置防震缝，缝宽只需100,mm，不利条件是形成隔震层为刚性底盘的多塔楼结构，受力较独立单元复杂．综合考虑，本工程采用整体隔震层方案．3.1 分析模型参数采用SAP2,000软件对结构进行整体非线性动力时程分析．输入地震波采用BCJ、ElNS、TAFT、SFNS共4条波，其反应谱曲线如图3所示．根据规范要求，对地震波的加速度峰值进行调整，多遇地震时取70,gal，罕遇地震时取400,gal．铅芯橡胶隔震支座、天然普通橡胶支座的计算恢复力模型分别采用Bounc-wen模型和线性模型，如图4所示．三维抗震结构计算模型及三维隔震结构计算模型如图5和图6所示；三维抗震结构及三维隔震结构的主振型如图7和图8所示．由模态分析可知，隔震结构基本周期T1＝1.741,s，约为非隔震结构基本周期T1＝0.616,1,s的2.83倍，可见采用基础隔震技术大大延长了结构体系的自振周期．采用时程分析法对多遇地震时隔震结构和非隔震结构的楼层剪力、楼层最大加速度和楼层层间位移进行了对比分析[10-11]，计算结果如表15～表20和图9～图11所示．对罕遇地震时隔震结构的楼层剪力和楼层最大加速度进行了计算，并验算了隔震结构的楼层层间位移和层间位移角．计算结果如表21～表28所示．3.2 多遇地震下计算结果1) 楼层剪力隔震结构与非隔震结构底层的剪力对比如图9所示．多遇地震时X向和Y向楼层剪力对比分析如表15和表16所示．2) 楼层最大加速度多遇地震时X向、Y向楼层最大加速度对比分析如表17和表18所示．隔震结构与非隔震结构顶层加速度对比如图10所示．3) 楼层层间位移多遇地震时X向、Y向楼层层间位移对比分析如表19和表20所示．隔震结构与非隔震结构底层层间位移对比如图11所示．3.3 罕遇地震下计算结果1) 楼层剪力罕遇地震时X向和Y向楼层剪力对比分析如表21和表22所示．2) 楼层最大加速度罕遇地震时X向和Y向楼层最大加速度对比分析如表23和表24所示．3) 楼层层间位移罕遇地震时X向和Y向楼层层间位移对比分析如表25和表26所示．4) 楼层层间位移角罕遇地震时X向和Y向楼层层间位移角对比分析如表27和表28所示．由时程分析法得到多遇地震作用下，隔震结构与非隔震结构的最大层剪比X向、Y 向分别为0.22、0.21，最大楼层加速度比X向、Y向分别为0.40、0.48，最大楼层层间位移比X向、Y向分别为0.25、0.15，因此，隔震结构在地震作用下的地震反应大大降低，结构的安全度得到提高．罕遇地震作用下，隔震层位移均值X向、Y向分别为143.72,mm、136.01,mm，满足《建筑抗震设计规范》GB 50011—2001(2008年版)12.2.6条款关于隔震层位移限值要求(本项目最小限值为220,mm)，隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求．同时，隔震支座未出现拉应力．罕遇地震作用下，上部结构最大层间位移角均值X向、Y向分别为1/615、1/737，隔震结构的层间位移角满足GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》(2008版)及CE CS 126∶2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》关于框架结构层间弹塑性位移角限值的要求，并且结构基本保持弹性．通过分析可以看出，整体隔震层方案与独立单元隔震层方案相比，隔震效果同样明显，并且结构抗扭性能更好，罕遇地震作用下隔震支座位移更小，同时，上部结构亦能基本保持弹性，大底盘多塔楼的复杂体型并没有对结构带来不利影响．通过对比分析隔震结构与非隔震结构的基底剪力、楼层剪力、楼层加速度、层间位移等地震反应，发现隔震结构能明显减小结构的地震反应，从而证明本隔震结构减震效果良好．隔震层作为整体大底盘，变形缝只在上部结构设置的方案是合理可行的．通过隔震，使结构抗震设防水准高于普通抗震结构，使得该建筑物既有效地保护了未成年人的安全，又可作为震后避难场所．【相关文献】［1］许杰，黄永林，赵蕊. 隔震建筑概念设计的基本问题[J]. 防灾减灾工程学报，2003，23(2)：106-110. Xu Jie，Huang Yonglin，Zhao Rui. Basic problems in conceptual design of seismic isolation building[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2003，23(2)：106-110(in Chinese).［2］孙松建，姜南，李忠献. 强震作用下连续梁桥多墩联合半主动控制[J]. 天津大学学报：自然科学与工程技术版，2014，47(7)：570-576. Sun Songjian，Jiang Nan，Li Zhongxian. Continuous beam bridge multi-pier joint semi-active control under strong earthquake[J]. Journal of Tianjin University：Science and Technology，2014，47(7)：570-576(in Chinese). ［3］李忠献，岳福青，周莉. 城市隔震高架桥梁地震反应的半主动控制[J]. 土木工程学报，2007，40(1)：42-48. Li Zhongxian，Yue Fuqing，Zhou Li. Semi-active control on seismic responses of vibration-insulated urban elevated bridges[J]. China Civil Engineering Journal，2007，40(1)：42-48(in Chinese).［4］ Sahasrabudhe S S，Nagarajaiah S. Semi-active control of sliding isolated bridges using MR dampers：An experimental and numerical study[J]. Earthquake Engineering and Structural Dynamics，2005，34(8)：965-983.［5］ Loh C H，Wu L Y，Lin P Y. 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Journal of Jilin Architectural and Civil Engineering Institute，2005，22(1)：12-14(in Chinese).［11］于彩峰. 框架结构隔震设计方法与算例[J]. 建筑施工，2010，13(1)：172-173. Yu Caifeng. The isolation design method and examples of frame structure[J]. Building Construction，2010，13(1)：172-173(in Chinese).。
水下盾构隧道纵向抗震性能分析及SMA柔性减震节点研究
水下盾构隧道纵向抗震性能分析及SMA柔性减震节点研究随着城市建设的发展和地下空间的开发,大型水下盾构隧道正朝着超长、大断面、高水压和地质条件复杂的方向发展,这对盾构隧道的抗震研究提出了更高的要求和挑战。
然而,过去人们普遍认为,地下结构受周围土体约束,较难受到地震灾害的影响,导致地下结构的抗震研究严重滞后于地上结构。
盾构隧道作为地下结构的重要组成部分,其整体纵向抗震的研究相对较少,且大型盾构法隧道结构系统尚未真正经受强震作用的考验。
为保障高烈度区大型盾构法隧道的安全,探索新型有效的隧道抗震、减震措施十分有必要。
本文依托某大型水下盾构隧道工程,结合盾构隧道纵向抗震相关理论,建立能反映盾构隧道整体纵向受力特性的有限元模型,分析结构在地震作用下的动力响应;针对隧道沿纵向土层变换处,环缝接头张开量超过防水限值的情况,提出了一种“哑铃式”形状记忆合金(SMA)柔性减震节点,布置于盾构隧道管环薄弱位置,并开展一系列不同SMA材料形式的力学性能试验,探讨SMA柔性减震节点用于隧道的可行性。
具体研究内容如下:(1)归纳、总结盾构隧道纵向抗震计算常见的分析模型和分析方法,对不同分析模型和分析方法优缺点、适用条件进行对比,并给出隧道接头弹簧参数的计算方法;通过总结地震动参数确定方法和人工合成地震波相关理论,以及ANSYS/LS-DYNA的无反射边界理论,确定可以采用时域法生成谱拟合人工地震波及得到粘性人工边界,为后续隧道纵向抗震奠定理论基础。
(2)依托某大型水下盾构隧道工程,采用梁-弹簧模型理论,利用ABAQUS软件,建立盾构隧道整体纵向有限元模型;基于经典广义反应位移法及无反射边界(non-reflecting boundary)理论,利用ANSYS/LS-DYNA软件,建立隧道位置处土体三维有限元模型,分析得到土体的位移时程响应,并将该位移响应通过地层弹簧赋予盾构隧道纵向梁-弹簧模型;进而对在不同地震波作用下的盾构隧道进行整体纵向地震响应分析。
基于性能的框架结构抗震设计研究
基于性能的框架结构抗震设计研究摘要：本文简要叙述了对国内外基于性能的抗震设计研究成果，并对二者进行了较系统的综述与分析。
通过目前的研究表明，基于性能的抗震设计不仅仅能够使得建筑结构在未来可能地震作用下的性能进行有效的控制，还能使建筑物的破坏和损失限定在可接受的范围内。
在此基础上，本文还详细论述了基于性能的抗震的几种设计。
通过对几种设计方法进行了论述和对比，结合实际工程，对于提高建筑结构的抗震设计水平具有是十分重要的意义。
关键词：抗震设计框架结构分析基于性能的抗震结构设计要求在未来不同强度的地震作用下结构达到预期的性能目标，该设计理念包括工程的设计、施工和评估等方面。
事实上，在罕遇地震作用下，建筑结构都会进入弹塑性状态，为满足结构在大震作用下的性能抗震设计要求，有必要研究和计算结构的弹塑性变形，因此，对结构进行弹塑性分析己成为抗震设计时的一个重要组成部分.而结构弹塑性分析可分为弹塑性动力分析和弹塑性静力分析两大类.前者即弹塑性时程分析，输入地震波后，直接计算结构的地震反应，该方法能够计算地震反应全过程中各时刻结构的内力和变形状态，给出结构开裂和屈服的顺序，发现应力和塑性变形集中的部位，从而判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型.时程分析是结构弹塑性分析最可靠的方法，但该方法计算复杂、工作量大，结果处理繁琐，又受地震波的不确定性、力与位移的滞回关系、轴力与弯矩的屈服关系等因素的影响，故在实际工程中的应用受到限制；相对而言，静力弹塑性分析(又称push-over)]是一种对结构非线性地震反应分析的简化计算方法，它可以较准确地描述结构抵抗侧向力的性能，包括构件的应力和变形的分布、构件的屈服顺序、承载力的薄弱部位和可能发生的破坏形式等，比较直观、计算量小，能够准确的揭示结构设计中的隐患，容易为广大工程人员所接受，作为一种新的结构抗震性能评估手段。
本文研究Push-over方法在钢筋混凝土框架结构中的应用，分析该方法在实际工程的应用及有待改进之处。
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究隔震结构是一种能够减小建筑结构在地震作用下的动力响应的设计方法。
随着对地震灾害的深入研究和认识，越来越多的建筑结构开始采用隔震设计。
同时，为了进一步提高建筑结构的抗震性能，研究者们也开始关注结构的水平向减震系数。
水平向减震系数是评价隔震结构水平向减震能力的一个重要指标。
该系数的数值越大，说明结构的水平向减震能力越强。
因此，研究和提高水平向减震系数对于改善隔震结构的抗震性能具有重要意义。
在对隔震结构进行水平向减震系数研究时，一般是通过数值模拟和实验研究两种方法进行。
数值模拟方法主要利用计算机软件，通过建立结构的数学模型，模拟地震作用下结构的动力响应，从而评估结构的水平向减震系数。
实验研究方法则是通过搭建模型结构，进行震动台试验，测量结构在地震作用下的动力响应，从而得到水平向减震系数的实测数值。
在数值模拟的研究中，一般采用有限元方法来建立结构的数学模型。
通过建模和参数调整，可以得到结构的动力响应。
然后，通过对比结构在隔震前后的动力响应，计算水平向减震系数。
这种方法具有操作方便、成本较低的优点，能够在较短时间内得到减震系数的数值结果。
然而，数值模拟方法也存在着模型参数选择和地震波入射方向等因素对结果的影响，因此需要合理地设置模型参数和入射地震波条件，提高模型的准确性。
而实验研究则是通过实际构造模型和震动台试验，测量结构的动力响应，得到水平向减震系数的实测数据。
实验方法可以更好地模拟地震作用下结构的真实动力响应，具有结果精度高的优点。
然而，实验方法也存在试验成本高和实验条件限制等问题，需要花费较长时间和资金来完成。
综上所述，基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数的研究是一个关键的研究方向。
通过数值模拟和实验研究相结合的方法，可以得到准确且可靠的水平向减震系数数据，为隔震结构的设计和抗震性能提供科学依据。
同时，还需要与其他抗震措施相结合，综合考虑结构的整体抗震性能，进一步提高建筑结构的抗震能力，确保人们的生命财产安全。
2024年建筑结构隔震与减震设计研究
2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高，建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置，以隔离地震波对建筑结构的直接作用，从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能，能够在地震时吸收和分散地震能量，降低结构的振动幅度，保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置，以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动，减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽，利用沟槽的变形来吸收地震能量，从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时，需要考虑以下几个要点：首先，要合理选择隔震与减震装置的类型和参数，确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用；其次，要优化结构的动力特性，使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比，从而减少地震响应；最后，要加强结构的整体性和连续性，确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析，可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应，从而优化结构设计，提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估，可以确定结构的安全性能水平。
LRB隔震斜拉桥地震响应分析
LRB隔震斜拉桥地震响应分析陈水生;钟汉清;桂水荣【摘要】To make the seismic isolation design more reasonable,the lead rubber bearing(LRB)isolation parameters were selected by single index analysis to discuss the effect of stiffness ratio on seismic isolation.Two analysis models of the bridges with LRB and without LRB were established for Nanchang Chaoyang Bridge,and the Steel02 material was adopted to simulate the hysteric characteristic of LRB. Combining the numerical examples of El-Centro,Qian′an and Taft seismic waves,the comp arison of time-history analyses in the two computation models was carried out by Opensees software.The results indicate that LRB has remarkable efficiency on seismic isolation and can effectively reduce seismic response of cable-stayed bridge.The stiffness ratio has slight effect on cable-stayed bridge seismic isolation.%以南昌朝阳桥为研究对象，采用 Opensees 软件中 Steel02材料本构模拟隔震支座本构曲线，建立了 LRB 隔震多塔斜拉桥和未隔震多塔斜拉桥模型。
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用
隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用摘要：地震灾害在世界各地频繁发生，严重地破坏了人们的生命财产安全，威胁着人类生存和发展。
因此，抗震设计是每个建筑设计人员的重要内容之一，随着人们对地震破坏规律认识的逐渐提高，多种抗震措施也在实际工程中运用，其中隔震减震技术是当前世界各国的研究热点之一，在传统的建筑结构设计中，设计人员需要考虑建筑结构设计是否满足抗震设防要求，在新形势下，为降低地震灾害带来的损失，抗震性能成为了建筑结构设计的重要指标。
本篇文章主要对隔震减震控制技术进行了介绍，分析隔震减震控制技术在建筑结构设计中的重要性，探究隔震减震控制技术在建筑结构设计中的应用，以提高设计人员对隔震减震控制技术的认识。
关键词：隔震减震控制技术；建筑结构设计；应用；探究一、隔震减震控制技术概述隔震减震控制技术是近年来发展起来的一种新的结构抗震技术，主要包括在建筑结构中设置隔震层、在建筑结构中设置阻尼器和其他的控制装置，以减小地震作用下建筑物的位移和内力。
隔震减震技术是通过改变建筑结构的固有特性而达到隔震、减震目的，并不会改变建筑结构本身的刚度和强度。
隔震减震技术的优点主要体现在以下几个方面：（1）可以有效降低建筑物的地震反应，减少地震带来的危害；（2）可以大幅度减少地震给建筑物带来的破坏，特别是对高层建筑物具有更为显著的作用；（3）可以减轻由于房屋遭受强烈地震而造成的巨大经济损失。
（4）隔震减震技术是一种有效、可行和安全的减少建筑物地震破坏损失、提高建筑物抗震性能的方法。
从我国目前对隔震减震控制技术在建筑结构中应用的研究现状看，隔震减震控制技术还在不断总结提高阶段，对一些隔震减震的方法还要进一步的研究和分析，比如隔震层设计的位置、阻尼器受力是否合理、隔震支座制作工艺是否完善、隔震结构分析软件是否符合实际情况等。
虽然目前还有不少问题亟待解决，但随着对隔震层研究深入和技术发展，以及抗震设计规范修订工作的进行，隔震减震技术在我国建筑结构中将会有更为广泛和重要的应用[1]。
基于屈服强度与支座分布影响的LRB隔震效果研究
关键 词 ：连 续梁桥 ；铅 芯橡胶 支座 ；隔震 ；地震 响应 ；屈服 强度 ；支座分 布 中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ．５ ４ ２ ５ 文献标 志 码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ Ｉ ｆｕｅ ｅ ｏ ｅｄ ｔ ｅ ｔ ｎｄ Ｂｅ ｒ ｎｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｎ ｌ ｎｃ ｆＹｉ ｌ Ｓ ｒ ｎｇ ｈ ａ ａ ｉ ｓ Ｄｉｔ ｉ ｔｏ ｏ Ｉ ｏ ａ ｅ Ｅｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆＬＲＢ ｓ ｒｂｕ ｎ ｎ ｓ ｌ ｔ ｄ ｆ ｃ ｅ ｅ ｓ ｏ ｉ ｉ
（ Ｒ 的 力一 移 非 线性 滞 回特 性 ， 立 了 Ｌ Ｂ 隔震 与 非 隔震连 续 梁桥 有 限 元模 型 ， 制 了运 用 Ｌ Ｂ） 位 建 Ｒ 编
Ｒ ｎｅＫ ｔ ｕ ｇ— ｕ ａ迭代 法和 Ｎ ｗ ｒ ｔ ｅ ｍａ ｋ时间积 分 法联 合 求解 全桥 非线 性 运 动 方程 的 时程 分析 程序 。利 用
Ｗ ｅ ｄ ｌｉ ｄ ｐ ｅ ｏ ｓｍｕｌｔ ｈ ｏ ｌｎ ａ ｙ ｔｒｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｃ ｆｆ ｒ ｅ ｄ ｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔｒ ｌ ｔ ｎ ｈ ｐ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｏ ｔｄ ｔ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｈ ｓｅ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｏ ｏ ｃ — ｉｐ ａ ｅ ｎ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｉ ｏ
ｐ ｏ ｒ ｍ ｎ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｒ ｇ ａ ｉ ｃ ｍｂ ｎ ｔｏ ｗｉｈ ｈ ｃ ｌ ｕ ａｉ ｎ ｘ ｍｐｌｓ ｓ ｓ ｄ ｏ ｎ ｌｚ ｓ ｃ ｆ ｃｏ ｓ ｓ ｔ ｔ ｅ ａｃ ｌｔｏ ｅ ａ ｅ ｉ ｕ ｅ ｔ ａ ａｙ ｅ ｕ ｈ ａ ｔ ｒ ａ ＬＲＢ ｉｌ ｙｅ ｄ
ＭＡ ｎ ｑ ａ Ｙｏ ｇ ｕ ｎ，ＣＨＥＮ ｈ ｉｈ ｎ Ｓ ｕｓ ｅ ｇ
基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析
基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析一、引言近年来，地震灾害的频发给建筑结构的设计与抗震能力提出了更高要求。
为了提高建筑物的地震响应控制能力，许多研究者开始研究新型的地震响应控制方法。
形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）是一种具有良好形状记忆和超弹性能的材料，被广泛应用于结构中，以增强其抗震能力。
本文基于SMA材料，通过模型试验与理论分析的方法，对空间杆系结构的地震响应控制进行研究。
二、SMA材料的基本原理SMA材料是一种金属合金，具有良好的形状记忆和超弹性能。
其基本原理是材料的晶格结构在温度改变时发生相变，从而产生形状记忆效应。
当SMA材料处于低温状态时，其晶格结构呈现出一种固定的形状；而当SMA材料受到热力激活时，晶格结构发生变化，重新恢复到其原本的形状。
这种形状记忆效应使得SMA材料在地震响应控制中具有较好的应用潜力。
三、空间杆系结构的地震响应控制模型试验为了研究SMA材料在空间杆系结构中的地震响应控制作用，我们设计了一组模型试验。
首先，我们选择了一座具有典型结构特点的空间杆系结构作为研究对象。
然后，在杆系结构中添加了一定数量的SMA材料，形成一种联储结构系统。
接下来，我们通过地震波模拟装置对该系统进行了一系列地震荷载的模拟试验。
通过测量结构各个部位的位移、应力和应变等参数，我们可以得到SMA材料在地震响应控制中的作用效果。
四、地震响应控制模型试验结果分析分析模型试验结果发现，在地震荷载作用下，SMA材料能够有效减少结构的动态位移，并显著降低结构的应力和应变。
这是因为SMA材料具有良好的形状记忆和超弹性能，能够在地震荷载作用下迅速恢复到原本的形状，从而减小结构的变形。
此外，SMA材料的高强度和良好的耐久性也使得结构在地震作用下具有较好的抗震性能。
五、地震响应控制模型的理论分析除了模型试验，我们还进行了地震响应控制模型的理论分析。
基于性能的抗震设计理论与方法
基于结构性能的抗震设计理论与方法1.1 问题的提出1.1.1 现行规范的抗震设计方法基本原理：基于力的设计方法存在问题设防目标单一：主要是保证结构安全不能有效地控制地震造成的损失1999 年土耳其Izmit M7.4死1.5 亡万余人，伤2 万余人1989 年美国Loma Prieta M7.1伤亡数百人，经济损失为150亿美元1994年美国Northridge M6.7伤亡57人，经济损失为170 亿美元1995年日本阪神M7.1死亡5500 多人，经济损失达到创纪录的1000亿美元，震后的基本恢复重建工作花费2年，耗资近1000 亿美元；1999年我国台湾集镇M7.3死亡2405 人，伤11306人，经济损失近100 亿美元1.1.2 抗震设计新理论基本原理：基于性能的抗震设计理论(Performance Based Seismic Design)基于性能的抗震设计理论是20 世纪90 年代初由美国学者提出，按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。
发展现状基于性能的抗震设计作为一种更合理的设计理念，代表了未来结构抗震设计的发展方向，引起了各国广泛的重视。
美国美国应用技术委员会ATC-33(1992) 率先将基于位移的设计思想引入在用结构的抗震加固；美国联邦紧急管理厅资助的国家地震减灾项目NEHRP 提出了在用结构基于位移的抗震评估及加固方法，于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274) ；ATC-40(1996)和加州结构工程师协会1995年公布的SEAOC2000 都引入了基于位移的抗震设计方法；美国国际规范委员会(ICC)佃97年出版的《国际建筑规范2000(草案)》［IBC2000(Draft)］强调了与结构位移设计有关的内容。
2003 年美国ICC ( International Code Council ) 发布了《建筑物及设施的性能规范》日本1995年开始进行了为期3年的“建筑结构的新设计框架开发”研究项目，并在研究报告“基于性能的建筑结构设计”中总结了研究成果。
多点输入下大跨空间结构的SMA阻尼减震控制研究
随着社 会 经济 的飞 速发 展 和科 学 技术 的 不断进 步 ， 跨 空 间结 构 以其 新 颖 的结 构 形 式 和 强大 的跨 大 越能力 ， 国内外 的研究 与应 用 已 日趋 广 泛． 于普 通 平 面尺 寸 不 大 的结 构 ， 们对 其 进 行 抗震 设 计 分 在 对 我 析时一 般 是采用 一致 激励 的假定 ， 但是 对 于动 辄百 米 以上 的大跨 空 间结构 ， 由于其 力学 机理 与 以往大 不 相 同就 不 能用 以往 的一致 激励 的假 定 来进 行分 析 ， 而是 要采 用多 点地 震输 入分 析 ． 然而 ， 对大 跨空 间结 构 的工程 实践 来说 ， 了指 出考虑 多 点输 入 的必 要性 之 外 ， 重 要 的是 针 对 大 除 更 跨 空 间结构 在多 点地 震输 入 下 的因素 ， 后采 取措 施进行 必 要 分 然 的振动 控制 ． 此 ， 文 以确保 大跨 空 间结 构 的建筑 风 格 和抗 灾 可 靠 性 为 目标 ， 用 新 型智 能 材料 —— 为 本 利 形 状记 忆合 金 （ ｈ ｐ ｍｏ ｙＡｌ ｙ ， Ｓ ａ ｅＭｅ ｒ ｌ ｓ 简称 Ｓ ｏ ＭＡ） 料独 特 的 力学 性 能 设 计 了适 合 大 跨 空 间结 构 动 材 力 灾变 保护 特点 的 Ｓ ＭＡ 阻 尼杆 件 ， 将 其设 置在 网架 结构 中替 换原 有杆 件进 行 减震控 制研 究． 并
第４ ２卷
第 ２期
西 建 科 技 大 学 安 筑 学 报（ 然 学 自 科 版）
Ｊ Ｘｉａ ｉ． ｏ ｃ ． ＆ Ｔｅ ｈ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ． ｎ Ｕｎ ｖ ｆＡｒ ｈ ｃ ． Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ ｉ０ ） ｅ Ｅ ｉ
Ｖｏ． Ｎｏ １ ４２ ．２
科 研 基 金 项 目（ ０ ９ １ ０ ２ ０ ５ ２０６２１００） 作 者 简 介 ： 社 良（ ９ ７ ， ， 西 西 安 人 ， 授 ， 士 ， 事 工 程 结 构 智 能 控 制 及 防震 减 灾 方 面 的研 究 ． 王 １ ５ 一） 男 陕 教 博 从
SMA压电复合减震装置电力学性能及其本构模型
关键词 形状记忆合金；压电陶瓷；力学性能试验；神经网络；本构模型 中图分类号 TH14； TU31
引言
形状记忆合金是一种应用较为广泛的智能材料， 利用其相变伪弹性设计成的SMA阻尼器已被广泛用
* 于土木工程结构的被动耗能减震控制中)12 。由于不
能实时调整控制力，限制了其在结构振动控制中的应 用。压电陶瓷是一种具有瞬间电致变形特性的功能 材料，其与摩擦阻尼器结合制成的压电摩擦阻尼器是 土木工程结构控制常见的一种耗能减震装置。但 是,压电摩擦阻尼器一般都需要施加较大的初始压力 来约束压电驱动器的变形，其半主动可调控制力有 限;而预压力较小的话，出力也较小，大震中可能由于 耗能不足而起不到有效地减震作用。将SMA材料与 压电材料制成复合型减震装置可以实现优势互补，对 工程结构全过程起到有效减震控制，但研究处于探索 阶段,相关研究成果较少。王社良等5前期利用改进 的遗传算法，对设计的SMA压电复合阻尼器在空间 杆系结构中的优化配置进行了分析。Dai等闪将研发 的SMA压电复合减震装置应用于钢框架模型的基础 隔震，进行了振动台试验研究。Ozbulut等口采用模 糊控制算法对20层非线性基准结构进行了 SMA压
电复合减震控制分析'
目前,SMA复合型减震装置的本构模型大都采 用“SMA数学模型+其他”的形式。例如，钱辉等8 设计的SMA摩擦复合阻尼器，SMA单元应力采用 Graesser 8 Cozzarelii模型，摩擦耗能单元采用 Bouc-Wen模型。卞晓芳等9设计的SMA -磁流 变(magneto-rheological,简称MR)复合型阻尼器， SMA单元采用Graesser模型，MR阻尼力采用 Bingham模型。这些SMA复合型减震装置的本构 模型大都将SMA和其他单元割裂开，采用传统的 数学模型，不但公式繁琐复杂、难以在Matlab程序 中直接调用，而且精度很难保证。人工神经网络是 一种非线性的建模方法，该方法无需预知材料的本 构形式，只需考虑影响因素和预期的目标，避免了传 统建模方法中的误差。目前，关于SMA神经网络
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究
基于结构设计的lrb基础隔震结构水平向减震系数研究摘要：隔震结构是目前一种广泛应用的抗震设计技术，其中基于结构设计的LRB（Lead Rubber Bearing）基础隔震结构相对较为先进。
该文通过对LRB基础隔震结构在水平向减震方面的研究，分析了减震系数对结构抗震性能的影响，并对减震系数进行了优化，以提升结构的抗震能力和地震反应减震效果。
关键词：基于结构设计；LRB基础隔震结构；水平向减震系数；抗震性能；地震反应减震效果1.引言随着城市化进程的加速，越来越多的建筑在地震灾害中受到严重破坏，为了提高建筑的抗震性能，隔震结构技术应运而生。
其中，基于结构设计的LRB基础隔震结构以其减震性能优越而备受关注。
水平向减震系数是影响隔震结构抗震性能的重要参数之一，因此需要对其进行详细研究和分析。
2.LRB基础隔震结构的特点LRB基础隔震结构是一种将LRB装置嵌入到建筑物的基础中，通过减震层来降低地震的破坏力的结构。
该结构具有以下特点：（1）LRB具有较大的竖向刚度和较小的水平刚度，能够有效减小地震对结构的影响；（2）LRB具有较大的耗能能力，能够吸收地震的能量，减小结构的震动；（3）通过调整LRB的参数，可以实现结构的减震效果和抗震能力的优化。
3.水平向减震系数的影响因素水平向减震系数是指LRB基础隔震结构在地震作用下，结构减震效果和抗震能力的指标。
它受到以下因素影响：（1）LRB的竖向刚度和水平刚度；（2）LRB的耗能能力和水平位移限制；（3）地震荷载的大小和频率特性。
4.水平向减震系数的计算方法水平向减震系数的计算方法包括理论计算和试验测定两种。
理论计算方法通过建立结构的动力模型，采用等效线性化方法计算减震系数；试验测定方法通过进行模型试验或实际建筑的地震反应观测，获取减震系数的实测值。
5.水平向减震系数的优化方法为了提高LRB基础隔震结构的抗震能力和地震反应减震效果，可以通过以下方法对水平向减震系数进行优化：（1）调整LRB的设计参数，如竖向刚度、水平刚度、耗能能力和位移限制等；（2）选择合适的地震减震控制策略，如结构的调谐频率、振动控制器的阻尼比等；（3）进行结构的动态分析和地震反应时程分析，优化结构设计和减震层的布置。
不同地震烈度对LRB支座隔震效果的影响分析
不同地震烈度对LRB支座隔震效果的影响分析地震是地球内部能量释放的一种表现形式，具有破坏性和不可预测性。
地震烈度是衡量地震破坏程度的指标之一，是用来描述地震造成的物理破坏程度的等级。
LRB（Lead Rubber Bearing）支座是一种常用的隔震装置，可以显著减小建筑物受地震力作用时的加速度和位移，提高建筑物的抗震性能。
本文通过对不同地震烈度对LRB支座隔震效果的影响进行分析，以揭示LRB支座在不同地震烈度条件下的工程应用前景。
首先，随着地震烈度的增加，地震力的大小也会增加。
LRB支座在地震作用下具有较高的可变刚度和较低的阻尼比，通过转化地震能量为热能来达到减震的目的。
当地震烈度较低时，LRB支座可以有效地消耗地震能量，减小建筑物的动力响应，起到良好的减震效果。
然而，当地震烈度较高时，地震力变大，可能会超过LRB支座的承载能力，导致支座产生过大的变位和变形。
因此，在高地震烈度下，LRB支座的减震效果会减弱。
其次，地震烈度对LRB支座的隔震效果还与建筑结构的特性有关。
建筑结构的刚度、质量和阻尼等参数都会影响LRB支座的工作性能。
在设计过程中，需要根据实际情况选择合适的LRB支座参数。
当地震烈度较低时，破坏范围相对较小，建筑结构的刚度和质量较小，较大的LRB支座刚度和阻尼比可以提高结构的减震效果。
而当地震烈度较高时，破坏范围扩大，建筑结构的刚度和质量较大，因此需要采用较小的LRB支座刚度和阻尼比以保证有效的减震效果。
因此，随着地震烈度的增加，需要对LRB支座的参数进行合理的调整，以达到最佳的隔震效果。
此外，地震烈度对LRB支座隔震效果的影响还与地震波的特性有关。
地震波的类型、频率和持续时间等因素也会影响建筑结构的受力响应。
一般来说，高频率地震波会导致建筑结构产生较大的位移和变形，而低频率地震波会导致建筑结构振动较为剧烈。
因此，对于高地震烈度下的高频地震波，需要选择较大的LRB支座刚度和阻尼比以保证支座的稳定性和可靠性。
SMA-LRB隔震连续梁桥地震易损性及寿命周期成本损失评估
第46卷第4期2023年10月地震研究JOURNAL OF SEISMOLOGICAL RESEARCH Vol.46,No.4 Oct.,2023Copyright©博看网. All Rights Reserved.第4期秦洪果等:SMA-LRB隔震连续梁桥地震易损性及寿命周期成本损失评估梁的易损性可进一步对其寿命周期损失进行评估,如Barone和Frangopol(2014)对比分析了不同性能指标下桥梁结构的全寿命周期性能;冯莉等(2020)基于地震易损性和地震危险性建立了桥梁结构全寿命周期地震损失的计算方法和分析流程;Li等(2020)基于数值方法系统地评估了预制节段UHPC桥墩结构的地震反应和寿命周期损失。
针对SMA-LRB隔震桥梁,王景全等(2017)采用易损性分析方法对比讨论了采用传统LRB和SMA-LRB进行隔震的大跨斜拉桥的抗震性能,认为SMA-LRB体系能显著提升斜拉桥的抗震能力;Fang等(2019)对影响SMA-LRB隔震桥梁抗震性能和寿命周期损失的因素进行了研究,发现地震烈度和寿命周期影响不容忽视。
综上发现,现有关于SMA-LRB隔震桥梁地震易损性及其寿命周期成本损失研究仍较少,并且主要集中于单一的抗震性能分析、地震易损性评估或相关影响因素探究等方面,缺乏对该类桥梁全面的易损性和寿命周期成本损失评估研究。
本文以连续梁桥为研究对象,分别采用LRB 和SMA-LRB作为减隔震装置,选取40组脉冲型近断层地震动作为输入,基于地震易损性分析方法探讨了采用不同隔震装置连续梁桥桥墩、支座构件以及桥梁系统在4种不同损伤状态下的损伤概率。
在易损性分析的基础上,采用寿命损失评估方法计算了桥梁寿命周期的直接损失、间接损失、预期总损失和长期损失,全面评估SMA-LRB隔震桥梁的抗震性能。
1地震易损性及寿命周期成本损失评估方法1.1易损性分析方法地震易损性表示结构在给定地震动强度下达到或者超过某一特定损伤极限状态的条件概率(李宏男等,2018)。
LRB隔震桥梁减震效果分析
力反应的影响机理，是现代桥梁抗震体系发展所需 解决的关键问题之一[1][2]。目前桥梁结构和隔震、 减震器的设计通常是单独进行的，没有将二者纳入 至一个系统中考虑其相互作用和相互影响[3~5]；在 设计阶段，没有考虑二者在力学性能上的优化匹 配，缺乏进行定量分析和评价的手段。目前还很少 有文献讨论计及减隔震器的桥梁的非线性地震反 应减震效果。本文针对这一问题做了大量的计算和
Los Angeles
N52W
6.4
11
7
147.1
1971.2.9
4
W.Washington HWY Test Lab
S86W
7.1
8
8
274.6
1949.4.13
5
San Fernando
Los Angeles
S00W
6.4
11
7
158.2
1971.2.9
6
Long Beach
L.A.Subway
S00E
6.3
10
8
341.7
1940.5.18
4
Santa Barbara
Santa Barbara
N45E
5.9
8
8
233.8
1941.6.30
5
N.California
Public Liberary N98W
5.2
7
7
193.6
1949.3.9
6
Kern County
Santa Barbara
当考虑桥墩的非线性时，一般认为在强震作用 下，桥梁的延性抗震主要是通过强震作用下桥墩局 部形成稳定的塑性铰、发生弹塑性变形来耗散地震 能量。
桥墩 弯矩
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基于减隔震性能分析的多级设防SMA-LRB设计方法研究
近场地震动作用下,减隔震桥梁会发生比较大的位移和残余变形,传统隔震
装置的限位不足,导致落梁等严重震害。
传统支座力学模型简单,一味地提高刚度,虽能提高限位能力,但隔震效果反而变差;相反仅降低支座刚度,隔震效果虽得到改善,然而限位能力变弱。
根据多级设防抗震设计理念,设计一种新型支座,使得中小地震作用下隔震
效果好,强震作用下限位能力强。
新型支座采用一种特殊材料——形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA),此材料具有形状记忆、超弹性和高阻尼效应。
本文将多批SMA索和铅芯橡胶支座(Lead Rubber Bearing,简称LRB)相结合,设计出一种多级设防SMA-LRB复合支座;一方面,采用不同的自由行程和SMA索长度,来达到多级设防的目的;另一方面,利用SMA索的超弹性和高阻尼特性消耗地震能量,达到减震效果。
本文主要研究内容如下:(1)提出了多级设防SMA-LRB复合支座,重点介绍了多级设防SMA-LRB复合支座的设计要求、设计要点和具体设计方案。
介绍了多级设防SMA-LRB复合支座作用机制,然后根据各批SMA索的作用机制,提出了复合支座中SMA的恢复力模型,为数值模拟复合支座的本构模型提供
了基础。
(2)运用OpenSees软件建立了多级设防SMA-LRB复合支座的有限元模型,通过拟静力试验,对其本构进行了数值模拟及分析,并与LRB模拟结果进行了对
比分析。
分析结果表明,多级设防SMA-LRB比LRB的减震效果更优。
数值模拟的本构模型与前期假定一致,为研究多级设防SMA-LRB复合支座的设计方法奠定了基础。
(3)以一座四跨连续桥为例,对多级设防SMA-LRB复合支座的设计方法进行
研究。
根据拉索直径、自由行程和设计索批次等参数确定22种工况,选用三种不同水准地震波对各工况桥梁进行时程分析,通过对支座位移和墩底弯矩等结构响应的分析和对比,研究了支座设计参数对抗震性能的影响,总结了多级设防
SMA-LRB复合支座的设计方法。
研究表明,通过设置合理的设计参数,多级设防SMA-LRB复合支座在桥梁抗震应用中具有较好的限位效果和减隔震性能。
(4)基于多级设防SMA-LRB复合支座连续桥梁抗震体系优化。
将复合支座应用于高低混合墩桥梁需对其进行优化,制定合理的优化方案,并进行时程分析,对优化结果进行讨论分析。
结果表明,增加高墩支座刚度,降低低墩支座刚度,使得新型支座更好的适用于高低混合墩桥梁;低墩支座可不设第三批SMA索。