基础隔震结构的耗能分析_党育
土木工程隔震技术与耗能减震技术探讨
土木工程隔震技术与耗能减震技术探讨在土木工程的建立当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的振动对建筑的整体结构的隔离作用，下面是的一篇探究土木工程隔震技术的，欢送阅读参考。
传统土木工程中的结构抗震主要是通过弹塑性的设计手法，运用加强结构自身的抗震性能来到达减震的效果，这种方式属于被动的和性的减震对策。
因为人们对未来的地震灾害的具体强度与实际的特性不能加以确定和估计，如果依照传统的抗震手法来设计工程的结构，就不具备相应的自我调节能力。
所以说，传统的减震结构设计不能很好的满足土木工程的平安性能要求，从而产生严重的倒塌或者是倒塌，由于减震技术的包含的范围过大，本文就从其中较为典型和重点的隔震技术与耗能减震技术的方面来加以讨论。
早在上世纪七十年代，姚治平先生首次明确的提出了土建工程中的结构控制概念，并在论文“土木工程结构减震概念”以及以后的论文中都相应的指出了：应用结构的控制系统是一个解决土木工程这种平安性问题的可替代的方法，这为结构理论在土木工程中防震问题中提出了全新的方向。
在近三十年的开展历程中，国内外的相关学者在土木工程的结构控制的方式、实验以及工程的应用方面都取得良好的研究成果，工程结构控制概念可以解释为：通过对工程结构施加相应的控制体系，通过控制体系和结构来共同承当受震的作用，以此来调节和降低工程结构中的振动效应。
(一)隔震控制技术原理在土木工程的建立当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的振动对建筑的整体结构的隔离作用。
工程中的防震体系根本都设置在工程结构的最底部和根底工程顶面之间，使得上部的结构和根底相别离。
通过隔震体系来隔离地震波所产生的向上冲击力，延长工程结构的根本周期，从而降低建筑物的地震反响，是的工程整体的加速度变下，通过隔震系统来分担地震所产生的能量，以此来到达减震的作用。
通过地震的反响图谱可以看出，随着周期的变大，加速度的反响谱慢慢的减小，通常在底层建筑的刚度很大，所以说周期变短，在发声振动的时候，输入其中的加速度很大，要是采用相应的措施来增加和延长工程结构的根本自震周期，让其还礼场地中的卓越周期，让工程结构的基频处在地震产生高能量的频段以外，通过这种方式可以有效的降低建筑物输入的加速度。
隔震结构的基本原理及动力分析
隔震结构的基本原理及动力分析摘要：本文根据现行的《建筑抗震设计规范》，介绍了隔震结构的基本原理、实用范围和设计与分析方法，并通过一隔震结构的设计实例说明隔着结构的优越性。
关键词：基础隔震；地震响应；时程分析法；引言目前，我国和世界各国普遍采用的传统抗震方法是将建筑物设计为“延性结构”，通过适当控制调整结构物的自身刚度和强度，使结构构件(如梁、柱、墙、节点等)在强烈地震时进入非弹性状态后具有较大的延性，从而通过塑性变形消耗地震能量，减轻建筑物的地震反应，使整个结构“裂而不倒”，这就是“延性结构体系”[1~3]。
它的设防目标是“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”。
实践证明，这种方法对减轻地震灾害起到了积极作用，但是这种传统的结构抗震方法有其明显的不足，随着我国经济的高速发展，对建筑功能要求越来越高，结构的形式越来越多样化、复杂化，很多重要的建筑（电力、通讯中心、核电站、纪念性的建筑、海洋平台等）结构及内部设备的破化将造成巨大的经济损失。
对这类建筑的抗震性能提出更高的要求——结构不允许进入塑性工作阶段，因此采用传统抗震方法很难满足此类建筑抗震要求。
面对新的社会要求，各国地震工程专家一直寻求新的结构抗震设计途径，以隔震为代表的“结构振动控制技术”便是这种努力的结果[4~6]。
1、隔震结构的基本原理结构隔震体系是指在建筑物上部结构的底部与基础面之间设置某种隔震装置，使之与固结于地基中的基础地面分离开来的一种结构体系[6]。
隔震结构的基本原理可以用图1进一步阐明。
图中三条曲线表示不同的阻尼大小，为普通中低层建筑的自振周期，为隔震层建筑的自振周期。
（a）加速度反应谱（b）位移反应谱图1隔震原理从图中可以看出，结构自振周期延长，结构的地震加速度反应减小，地震位移反应增大；结构阻尼增大，结构的地震加速度反应和位移反应均减小。
隔震系统的水平刚度远远低于上部结构的抗侧刚度，因此，结构的自振周期大大延长，避开地震动的卓越周期，使结构的地震加速度反应大大减小，变形主要集中消耗在隔震层，输入到结构的地震能量主要被隔震层消耗，而上部结构相对变形非常小。
并联组合基础隔震结构耗能的探讨
并联组合基础隔震结构耗能的探讨摘要：在汶川震后重建中，隔震技术运用较多；隔震装置主要有：滑板支座、叠层橡胶支座和阻尼器；把各种不同的隔震装置有效的组合在一起，可发挥各自的优点，起到良好的隔震效果。
关键词：隔震技术；滑板支座；叠层橡胶支座中图分类号：tu97文献标识码：a 文章编号：1引言20世纪50年代housner就提出了能量分析的概念，地震对结构的作用实质上就是能量的输入、转化和耗散的过程，基础隔震结构作为结构被动控制的一种，其主要原则就是通过隔震的设置来减小地震输入给上部结构的能量，主要利用隔震支座的非线性变形来耗散一部分能量和延长结构的周期来实现的，也有学者提出隔震层有滤波效应才使得上部结构的输入能减小，结构的输入能与很多因素都有关，如地震动特性、结构自身动力特性和场地条件等等。
对于隔震结构来说，在分析上部结构处于弹性状态能量耗散的较少，结构的动力特性又与隔震层的设置有关，所以，本文仅研究了滑移隔震和组合隔震时，在铅芯橡胶支座确定的情况下摩擦滑板支座的摩擦系数对结构输入能的影响。
2 模型概况结构为一个拟建在8度地区的6层矩形框架结构，层高3.3m，梁、板的混凝土取c30，柱子的取c30；柱尺寸：400x400mm，梁：300x600mm，板厚80mm。
结构规则，质量中心坐标为（18m，7.5m），上部结构结构的偏心距为0。
利用sap2000建立结构的模型，上部结构采用梁单元和膜单元来模拟梁、柱和楼板，采用刚性楼板假定，隔震支座分别采用sap2000中rubber isolator和friction isolator单元模拟。
时程分析时选用了两条实际记录的地震波，el centro波和taft波。
铅芯橡胶支座的型号为gzy400-80，直径为400mm，初始刚度为4.67x106 n/m，屈服后刚度为5.69x106 n/m，屈服力为4.19x104 n；滑板摩擦系数分别取0.02、0.06、0.1、0.14、0.18、0.22。
摩擦摆基础隔震结构能量反应影响因素分析
摩擦摆基础隔震结构能量反应影响因素分析
王建强;王建亮
【期刊名称】《河南科学》
【年(卷),期】2010(28)3
【摘要】对摩擦摆基础隔震结构进行了能量反应分析,研究了支座摩擦系数和地震烈度对结构能量反应的影响,表明随着支座摩擦系数的增大,结构的总输入能量增大,隔震层耗能比减小,上部结构的变形耗能比增大;随着地震烈度的提高,结构的总输入能量显著增大,隔震层耗能比增大,上部结构变形耗能比减小.
【总页数】3页(P302-304)
【作者】王建强;王建亮
【作者单位】郑州大学,土木工程学院,郑州,450001;河南鼎誉工程咨询有限公司,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.多维地震动作用下摩擦摆基础隔震结构能量反应分析 [J], 王建强;赵卓;丁永刚;李大望
2.上部结构周期对摩擦摆基础隔震结构地震反应的影响 [J], 李成金;王建亮
3.摩擦摆基础隔震上部偏心结构地震反应影响因素分析 [J], 王建强;金建洲;丁永刚;李大望
4.支座滑道半径对摩擦摆基础隔震结构地震反应的影响 [J], 王建强;陈磊河;攸青言;
赵卓
5.支座摩擦系数对摩擦摆基础隔震结构地震反应的影响 [J], 王建强;攸青言;丁永刚;李大望
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第七章隔震与耗能
隔震与消能减震设计简介
传统的工程抗震： 增强结构本身的抗震性能能量。 立足于“抗”
缺点：结构地震反应大，且不具备自我调节能力。
隔震: 在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，阻止地震能 量向上传递。 立足于“隔” 削能减震： 由耗能装置来承受和耗散大部分的地震能量。 立足于“耗”
铅芯隔震橡胶支座 铅芯隔震橡胶支座由新西兰的ROBINSON及其公司最 早研制开发，以后在中国、日本、美国、意大利等国家都 得到了较大的发展与应用。
铅芯橡胶支座构造如图所示。 因为铅芯橡胶支座不但具有较理想的竖向刚度，而且本 身具有消耗地震能量的能力，故铅芯橡胶支座在结构使 用中受到广泛欢迎。
下图分别是世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建 筑(The William Clayton Building, New Zealand)和世界上 使用铅芯橡胶支座中基底面积最大的建筑(日本)。
滚动支撑类隔震系统（Roller bearing system） 为克服柔性层结构所带来的缺陷，科学家们相继提出了 多种滚动支撑类隔震系统，工作元件有球形和椭圆形等多种 ，但由于其隔震是有向性的，而地震是具有无向性，这些类 型的隔震系统均未能推广应用。
2.最新隔震技术 隔震橡胶支座(The laminated rubber bearing)隔震系统。
吸能装置有： 调频质量阻尼装置（tuned mass damper, 简称TMD） —由质量、弹性元件和阻尼器构成的振动系统，将其安装在结
构上，结构振动时引起该系统的共振，由此产生的惯性力反作用于结构， 起到耗能消振的作用。 TMD 的关键是其自身自振频率与被控系统的自振频率相近。
建筑物顶部利用屋顶水箱设计成TMD
耗能装置有：
摩擦耗能装置—由摩擦元件构成，这些元件相互滑动产生摩擦力，
论隔震与耗能减震结构
论隔震与耗能减震结构摘要：中国经历了过多次刻骨铭心的地震经历，这其中1976年唐山地震和2008年四川汶川地震给国人留下的教训最为惨痛和深刻，基于这种惨痛的经历，相对于传统的加强结构的强度、刚度和延性来抵御地震消极被动的抗震策略，隔震与耗能减震这种积极而主动的抗震策略应运而生，这种方法一定会在未来的建筑设计实践中不断地完善，也会得到更好的发展与应用。
一、地震现象地震是地球内部构造运动的产物，是一种自然现象。
全世界每年大约发生500万次地震，其中99%的地震都非常小，用很灵敏的仪器才能测量到，而剩下的1%就成为有感地震，这其中能够造成严重破坏的地震，全球每年大约发生18次。
地震按其成因可分为构造地震，火山地震，陷落地震，诱发地震四类。
其中由于地壳运动，推挤地壳岩层薄弱部位发生断裂而引发的地震叫构造地震，构造地震分布最广，危害最大；由于火山喷发，岩浆猛烈冲击地面引起的地震成为火山地震；地表或地下岩层突发大规模陷落和崩塌引起的小范围的地面震动叫陷落地震；由于水库蓄水或深井注水等引起的地面震动叫诱发地震。
地震构造运动中，在断层形成的地方大量释放能量，产生剧烈震动，此处就叫做震源，按震源的深浅，地震又可以分为浅源地震，中源地震和深源地震。
浅源地震的震源深度在70km以内，它释放着一年中全世界所有地震能量的约85%；中源地震震源深度70~300km范围内，一年中全世界所有地震释放能量的约12%来自中源地震；震源深度超过300km的地震叫做深源地震，一年中释放所有地震释放能量的3%。
二、地震对工程结构的破坏工程结构在地震时所遇到的破坏是造成人民生命财产损失的主要原因，起破坏情况与结构类型和抗震措施等有关。
主要破坏情况有：称重结构承载力不足或变形过大而造成的破坏；结构丧失整体稳定性而造成的破坏；地基失效引起的破坏。
此外，地震造成的次生灾害，如水灾、火灾、毒气泄漏、滑坡、泥石流、海啸和核泄漏等，其破坏后果也相当严重。
核电厂隔震结构动力分析
6 6 建 筑 隔 震 技 术 经 过 近 四 十 年 的 发 展 "已 经 在 民 用 建筑领域得到了广泛应用"并积累了较成熟的经验" 取得了良好的经济效益和社会效益% 而隔震技术在 核电站结构设计中的应用则相对较少"尤其在我国核 电领域"基础隔震技术在核安全相关厂房中的工程应 用目前还处于空白阶段% 从理论上讲"隔震技术的应 用可以很好地改善核电站厂房的整体可靠性和安全 性"可以使主要结构和设备的抗震设计不必拘泥于设 计地震动的大小而实行标准化设计"加速核电站的设 计和施工进度"进而降低设计和建造成本(3) % 然而" 由于核电站结构的特殊性和复杂性"核电相关的隔震 标准体系目前还不完善"包括美国’日本’法国在内的 世界核电大国对于隔震技术在核电工程中的应用还 持慎重态度(4 >0) "因 此"当 前 很 有 必 要 进 一 步 开 展 核 电站厂房隔震技术及应用研究% 我国自主设计的第 三代核电堆型华龙一号以及模块式小型堆均具有前
3*保护层橡胶# 4*铅芯# 7*上连接钢板# 0*上封板# <*内部钢板# 1*内部橡胶# :*下封板# =*下连接钢板%
图 36O[d结构示意 J(H;3 6 O[d%&’$-&$’)*#()H’)8
6
$&’ M 隔 震 支 座 布 置 方 案 根据承载力估算及考虑安装检修空间等构造要
求"隔震支座间距初步选用 4/< 8b4/< 8’7/5 8b 7/5 8和 7/< 8 b7/< 8 7 种 均 匀 布 置 方 案" 因 为 7 种方案隔震支座都为均匀布置"因此隔震层刚度
多维地震动作用下摩擦摆基础隔震结构能量反应分析
卓‘ ，丁永 刚 ，李 大望。
４０ ５ ； ５ ０ ２
５ ８６ ） １０ ０
４ ００ ；． ５ ０ １２ 河南工业大学 土木建筑学院 ， 州 郑
３深圳大学 土木工程学院 ， ． 深圳
摘 要 ：对摩擦摆基础隔震结构进行了能量反应分析 ， 研究了多维地震动、 地震烈度和支座摩擦系数对结构能量
总输入能量 明显增大 ， 隔震层 滞回耗能 比减小 ， 上部结构 的变形耗能 比增 大。 关键词 ：摩擦摆 ； 基础隔震结构 ； 多维 地震 动 ； 能量反应
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３２ １ Ｕ５ ． 文 献标 识 码 ：Ａ
Ｅｎｅ ｇ ｅ ｐｏ ｓ ｎａ ｙ ｉ ｏ ｓ －ｓ ｌ ｔ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｔ ｒ ｙ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｌ ｓｓ ｆ ｒ ｂａ ｅ ｉｏ ａ ｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｗｉｈ ａ
ｆ ｉ ｔｏ ｅ ｄ ｕｍ ｙ ｔ ｍ ｄｅ ｕｌｉａ ｉ ｌｇ ｏ ｄ ｍ ｏ ｉ ｎ ｒ ｃ ｉ ｎ ｐ ｎ ｕｌ ｓ ｓｅ ｕｎ ｒ ｍ ｔ－ ｘ ａ ｒ ｕｎ ｔｏ ｓ
结构隔震与耗能减振3.
Fek (1) (1) mg 0.4769 1200 572.28kN
xm(1) Fek (1) / keq(1) 572.28/ 268.8 2.129cm
－14－
(2) xm(1) / xy 2.129/1 2.129
keq (2) k
(2)
537.6 252.5kN / cm 2.129
120 2 0.433s 25250
2 2.129 1 0.338 2.129
Teq
(2)
2
m keq (2)
eq (2)
2 (2) 1
(2)
2(2) 1
0.05 ( eq (2) 0.05) 0.06 1.7( eq
－23－
思考题：下面计算简图所对应的刚度矩阵的主要差 别是什么？右边计算简图是否表示剪切型结构？
mn
mn
m2
m2
m1
m1
－24－
（顶板未显示）
铅芯
橡胶层 连接 外包橡胶
底连接板
钢板
铅芯橡胶垫构造
－25－
f
0
x
铅芯橡胶垫滞回曲线
－26－
防屈曲支撑
－27－
典型防屈曲支撑试验曲线
－28－
《规范》反应谱
－16－
3.多自由度结构
3.1 弯曲和剪切变形概念 微元体（弹性力学）：
(a)正应变
(b)剪切应变
－17－
构件 （材料力学）：
1 p ds
(a)轴向变形
MM p EI
ds
NN p EA
ds
基础隔震结构的能量分析
基 础 隔 震 结 构 的 能 量 分 析
琚 泽 立 高学 勇 程 晓 东
摘 要： 通过建立有 隔震和无隔震 的七层框 架结构 的分析模 型， 其分别输入 两条典 型 的地震 波进行地震 能量反 应分 对 析， 结果表明隔震结构 能较好地满足能量方程， 最后 以能量分析 方法为基础， 建立 了基础隔震结构体 系的能量设计方 法。 关键词 ： 基础隔震结构 ， 能量方程 ， 回曲线， 滞 时程分析
有有限元法等传统 数值 分析方法不可 比拟的优点。
可视化后处理 、 通用软件的Hale Waihona Puke 制及其在 实际工程中的应用等问题 。
参考 文 献 ：
３ 无 网格 方法 中的难点 和存在 的 问题
ｅ ｓ ｋ Ｋｒｎ ａｚ １ ｙｃ ｇ Ｙ． ｓ ｌ ｈ ｄ ． ｖｒｉ ｎ Ｓ ｍｅ ｗ 无网格方 法具有有 限元法 等传统数 值分 析方法不 可 比拟 的 ｌ ］ Ｂ ｌｔ ｈ ｏＴ， ｏ＿ ｕ Ｍｅｈｅｓ ｔｏｓＡｎｏｅｖｅ ａｄ ｒｃｎ ｅｅ ｐ ｎｓ Ｊ ． ｏ ｕ ｔ ｐ ｌＭｅｈ Ｅ培 ｇ ｅｅ ｔｄｖｌ ｍｅｔ ［ ］ Ｃ ｍｐ ｔＭｅｈ Ａ ｐ ｃ Ｉｎ ， ｏ 优点 ， 国内外学者在无网格 方法研究方 面已经取得 了许多 具有开
ｕ出） 模型。通 过时程反应 分析 ， 究基础 隔震结 研 准， 但近来的震害分 析结 果表 明， 强度 和位移标 准不 能完全反 映 铅销橡胶支座 （ 构 的能量耗散情况 、 上部结构 的弹塑性变 形情况 以及 上部结构和 地震对结构的影 响。从 １５ 年 Ｈｏｓｅ 提出能量法概念 ¨ 以来 ， ９６ ｕｎ ｒ １ Ｊ 随着结构抗 震理论 的深入研究 ， 目前对 结构地震破坏 比较 一致 的 隔震支座在强震 中的相互关系 。
结构隔震与耗能减振-隔震设计[详细]
![结构隔震与耗能减振-隔震设计[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/77143e863968011ca30091df.png)
0.4
1.2
0.5 1.069
0.919
1.115s
12
(3)隔震支座布置及选型
考虑框架结构形式，在四根框架柱下分别设置一个 隔震支座。此时，结构的总重力为：
G 1266 4 1728(kN)
由 T1 2 G / Khg ，可得隔震层水平刚度为
Kh
G g
2
( T1
)2
1728 103 9.8
式中T0为非隔震结构周期。 T1 2 G / Khg
4 隔震支座水平变形 罕遇地震下的隔震支座变形应满足
u [u] 式中，[u]是隔震支座的变形能力。对于橡胶支座，[u] 不应超过支座有效直径的 0.55倍和支座橡胶层总厚3倍二 者的较小值。
对于砌体房屋或与砌体房屋结构周期相当的房屋， u=s (T1)G / Kh
水平向减震系数的确定方法
一般情况下宜采用时程分析法计算，对于砌体房屋 或与砌体房屋结构周期相当的房屋，可采用简化方法。
水平向减震系数的简化计算 对于砌体结构， 1.22 (Tg / T1)
式中T1为隔震结构周期，特征周期Tg小于0.4s时取0.4s。
对于与砌体结构周期相当的结构， 1.22 (Tg / T1) (T0 / Tg )0.9
( 2 )2
1.115
5594kN
/
m
13
每个隔震支座的水平刚度 K j Kh / 4 1.398kN / mm
根据单个隔震支座的竖向承载力和水平动刚度， 查隔振支座产品规格和力学性能表，选取隔震橡胶支 座的型号为：GZP400V5B，其小震下水平刚度为 （0.68～0.83）kN/mm，大震下刚度为（0.64 ～0.78） kN/mm, 阻尼比为3.6-4.4%
隔震结构体系的原理分析
隔震结构体系的原理分析摘要：随着国民经济的不断发展，建筑抗震设计的要求也不断提高，各种耗能减震技术的应用也越来越广泛。
隔震结构体系通过在结构的底部和基础之间设置一个柔性的隔震层来耗散地震能量。
隔震层的设置，显著地降低了地震动的作用，很好地控制了地震作用下的结构响应，提高了建筑物的抗震性能。
关键词：隔震结构体系；耗能减震技术；隔震层；叠层橡胶支座；摩擦隔震系统1.隔震结构体系的基本原理隔震结构体系主要有三个部分组成：一是上部结构，二是隔震层，三是下部结构。
隔震层主要包括耗能元件和隔震元件，这两种元件的变形能力强，水平刚度小于上部结构的刚度，因此，结构的基本周期将被延长，和场地的卓越周期相互错开，从而使结构的地震作用效应大大减小。
隔震元件赋予了结构在基础面上做柔性滑动的能力，可延长结构的固有周期。
阻尼元件则给隔震层提供耗能能力，且自身拥有合适的刚度，防止结构在风荷载和地震的作用下产生较大位移。
为了使结构拥有优良的的减震能力，同时又可满足正常使用情况下的变形条件，隔震结构体系需拥有下面的基本特性：（1）承载特性：隔震装置需要具备足够的竖向承载力，确保建筑在日常的使用状况下可以正常地支承上部结构的荷载。
（2）隔震特性：隔震装置在较低的水平作用下，即普通风荷载或者小震情况下，拥有合适的弹性刚度，用于满足日常的使用要求。
当承受较大的水平作用时，即大震情况下，允许隔着装置产生一定量的柔性滑动，让结构体系进入耗能状态。
（3）复位特性：隔震装置需要具备一定的弹性恢复力，从而让上部结构和隔震装置在地震作用下具可以自动复位，降低震后的修复工作量。
（4）阻尼特性：隔震装置需要具有良好的耗能能力。
在地震作用下，隔震结构体系的整体表现如下：因设置了水平刚度显著小于上部结构的隔震装置，上部结构的水平变形为整体平动，即在地震下上部结构依然保持弹性状态。
2叠层橡胶支座叠层橡胶支座由交错叠合的钢板层和橡胶层组成，钢板层可约束橡胶层水平变形，因此，橡胶支座在竖直方向上拥有足够的承载力和刚度，同时在水平方向上其刚度较小，具备延长结构固有周期的效果。
建筑结构设计隔震和消能减震措施分析
于我们基于问题的本质 ， 尽可能的避免建筑受到破坏 。
等多种形式 ， 隔震装置有混合隔震装置、 基底滑移隔震装置以及夹层
１ 建 筑结构 中减 震措 施 橡胶垫隔震装置等。 减震措施的原理是依据建筑物之外的部件来加大建筑物的阻 ３ 建筑 物走 向设计 抗震 问题 地震是地壳 的运动造成的， 和地质结构存在着紧密的联系。房屋 尼， 从而尽可能的消耗地震传递给建筑物结构的能量 ， 防止由于地震
使建筑物遭受破坏。 一般的， 消能部件的布置必须通过研究确定 。 设置 在结构变形较大部位， 能够有效的发挥消耗地震能量的效能； 设置在 结构的两个主轴方 向， 能够让两方向都存在刚度与附加阻尼。 减震措施既能够应用在新建结构的减震设计 ，从而对建筑物的
例塌与震 向的关系非常密切。 一般的 ， 震向就是地震出现之后， 引起房 屋震动的方向。 所以， 在建筑物选址的过程当中， 必须全面分析当地地 质条件 ， 研究当地地震的震 向， 让地震震向和建筑物的走 向垂直 ， 尽可 能的防止两个走向平行。 根据前些年 出现的玉树地震与四川汶川地震 和地震震 向平行的建筑物的倒塌率相对较高 ， 然而 ， 基础部分实施特定处理以外 ，还能够应用在现结构的抗震加 同当中， 的实际隋况而言 ， 和地震震向平行 在对建筑物的基础或者地基进行隔震设计时， 必须得在建筑物动工之 和地震震向垂直的建筑物很难倒塌。分析结果显示 ， 前依据相关隔震设计的措施 ， 有序 、 合理的完成工作 ； 也能够依据消能 的建筑物， 在地震出现时 ， 会随地震波运动的幅度更大。 减震元件和装置有效的降低地震对建筑物的影响 ， 进而达到保护人们 ４ 无粘结 支撑体 系减 震 问题 无粘结支撑体系是最为机敏建筑物结构减震体系之一 ，在外包 的生命和财产安全的目的。除此之外 ， 在建筑物的施＿ 丁过程当中也可 或在钢管混凝土或者外包钢筋混凝土 以， 在建筑物的核心部位设置特定的隔震装置。 但当建筑物建成之后 ， 钢管与内核钢支撑之间不粘结 ， 在支撑两端适当部位露 冉进行抗震加同处理 ， 就必须借助于加大阻尼的方法 ， 也就是在建筑 与内核钢支撑之间涂无粘结漆形成滑移界面。 物的结构上再次加装消能减震装置。 消能减振技术的目的就是利用特 出内核钢支撑 ， 并在支撑中段设置外包层 ， 再用框架结构和高强度螺 殊设置的元件以及机构把地震动的能量进行吸收耗散 ， 从而保护主体 栓连接， 从而有效的保证拉力与压力均仅仅利用 内核钢支撑承受。滑 能够保证外包层与 结构的安全。当消能减震结构的抗震性能显著增强时， 主体结构的抗 移界面的几何尺寸与材料必须精心施工 以及设计 ， 除此之外， 约束内核钢支撑的横 向变形 ， 合理的 震构造要求能够小幅度降低。 降低程度能够参照不设置消能减震装置 内核钢之间相对滑动 ， 结构的地震影响系数和消能减震结构地震影响系数之 比确定， 且最大 避免了内核钢支撑在压力影响下造成局部屈曲与整体屈曲。 在地震发 降低 程度 必须 控制 在 １ 度 以 内。 生时， 借助于内外钢之间的配合作用而消耗地震能量 。 然而 ， 上述这种 ２ 建 筑结构 的主 要隔 震措 施 设计的缺Ｊ 在于在有关部件的汁算以及设计方面要求十分严格 。 在整 个体系当中， 建筑物的重量一般南内钢来承担 ， 外钢通常起到辅助与 ２ ． １ 悬挂隔震措施。悬挂隔震是把结构的大部分或者全部质量悬挂 起来 ， 以至于地面运动传递不到主体质量 ， ｍ现不了惯性力 ， 进而起到 配合效能， 还能够有效的避免内钢弯曲变形。 隔震效果。上述这种隔震方式通常应用在大型钢结构， 借助于钢结构 ５ 跷动 振动 控制减 震设 计 悬挂体系， 从而达到隔震的 目的。 一般的， 大型钢结构分为子结构与主 跷动减震设计一般有以下两种方法： 其一是结构中支撑 、 竖向连 框架： 子结构借助于吊杆或者索悬挂， 分布着大部分质量， 此体系能 续墙 以及地震力较大的柱等部分构件和下部基础不够紧固； 其二是整 后一种方法通常应用在强烈 够有效地隔离子结构以及主框架 ， 降低地震影响的传递 ， 控制结构的 个下部基础和上部结构在竖向不够紧固。 地震情况下 ， 高宽较大的建筑物容易造成较大竖向拔力。 地震反应； 主框架和一般框架结构相同。 总之 ，建筑结构设计隔震和消能减震措施分析极大的使得系统 ２ ． ２ 建筑物地基采用特殊材料隔震。建筑物基础隔震通常是对建筑 物的基础部分进行一系列特定的处理 ， 降低地震 时的地震波， 以至于 养护的成本减少， 系统的灵活性和智￣４ － Ｏｇ平提升 ， 系统维护程序便 缩小地震对建筑物的破坏。 传统的方法是在建筑物的基础部分直接设 捷 ， 系统的工作效率提高。 与此同时， 随着隔震和消能减震措施发挥的 置砂子或粘土垫层 ， 或者交替铺上砂子与粘土。 与此同时， 一部分相关 作用扮演了越来越重要的角色 ，可以预见的是其应用也将越来越广
基础隔震结构能量反应分析
基础隔震结构能量反应分析王利娟;焦建国【摘要】The analysis on energy response of base-isolated structures with lead-rubber bearings is carried out.The effect of the peak value of the ground motions and the fundamental periods of the base-isolated structures is studied, and the energy dissipation is analyzed. As the peak value of the ground motions increasing, the total input energy of the structure will increase. As the fundamental periods of the base-isolated structures increasing, the total input energy of the structure will decrease. The 85 percent of the total input energy of the structure is dissipated by the isolation system, so the superstructure will be in safety.%对铅芯橡胶支座基础隔震结构进行了能量反应分析,研究了地震波峰值、基础隔震结构基本周期对结构总输入能量的影响,并对结构进行了耗能分析,表明随着地震波峰值的增大,结构的总输入能量增大,随着基础隔震结构基本周期的增大,结构的总输入能量减小;基础隔震结构总输入能量的85%左右被隔震系统耗散,使上部结构得到有效保护.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2011(029)006【总页数】3页(P681-683)【关键词】基础隔震结构;地震波峰值;基本周期;能量反应【作者】王利娟;焦建国【作者单位】河南明天置业有限公司,郑州,450003;河南明天置业有限公司,郑州,450003【正文语种】中文【中图分类】TU352.1基础隔震结构是在上部结构和基础之间设置隔震系统，由于隔震系统具有较小的水平刚度可以延长基础隔震结构的周期，使其避开地震动的卓越周期，减小地震能量向上部结构的输入，同时由于隔震系统具有较大的阻尼可以消耗地震能量，从而使上部结构得到有效地保护[1-4].本文将对铅芯橡胶支座基础隔震结构进行能量反应分析，研究基础隔震结构周期和地震波对结构能量反应的影响，并对结构进行耗能分析.基础隔震结构运动方程为：式中：M为结构质量矩阵；C为结构阻尼矩阵；Fs（t）为结构恢复力向量；Fd （t）为铅芯橡胶支座隔震系统恢复力向量；u¨（t）、u˙（t）、u（t）结构相对于地面的加速度、速度、位移反应向量；u¨g（t）为地震动加速度向量.将式（1）中各项分别前乘u˙（t）T，并在地震持时［0，t］内积分可得：式（2）即为摩擦摆基础隔震结构的能量反应方程，可简记为：式中：Ev为结构的动能；Ec为结构粘滞阻尼耗能；Es为结构变形耗能；Ed为隔震系统耗能；Ei为结构总输入能量.引入耗能比例系数：式中：Rs，Rc，Rd分别为结构变形耗能比、阻尼耗能比和隔震系统耗能比.结构模型简图如图1所示，上部结构为三层钢筋混凝土框架结构，混凝土强度等级为C25，层高为3 m，柱截面为400 mm×400 mm，梁截面为250 mm×550 mm.隔震系统采用9个铅芯叠层橡胶支座.基础隔震结构的自振周期见表1.采用3条典型地震波作为结构分析的地震动输入，见表2.3.1 地震波峰值对结构总输入能量的影响基础隔震结构在7度罕遇地震（加速度峰值为220 cm/s2）和8度罕遇地震（加速度峰值为400 cm/s2）作用下[5]，结构总输入能量见表3.从表中可以看出，随着地震波加速度峰值的增大，结构总输入能量增大.3.2 基础隔震结构周期对结构总输入能量的影响通过改变铅芯橡胶支座的水平刚度，调整基础隔震结构的自振周期，研究基础隔震结构基本周期对结构总输入能量的影响.8度罕遇地震（加速度峰值为400 cm/s2）作用下结构总输入能量见图2.由图中可以看出，对于适合二类场地土的El Centro 波和Taft波，结构总输入能量随着结构基本周期的减小而减小，当结构基本周期超过一定值时（约为2.5 s左右），结构总输入能量基本保持不变；对于适合三、四类场地土的宁河波，结构基本周期对结构总输入能量的影响较大，产生了类共振的现象，因而对于三、四类场地土，特别是四类场地土，采用基础隔震技术时，应使结构的基本周期远离场地土的特征周期，避免类共振现象的产生.同时，从图中可以看出，宁河波输入时结构的总输入能量较大，因而，该类地震波对基础隔震结构的影响较大.3.3 基础隔震结构耗能分析7度罕遇地震（加速度峰值为220 cm/s2）和8度罕遇地震（加速度峰值为400 cm/s2）作用下基础隔震结构的耗能分析见表4（基础隔震结构自振周期为2.133 s）.由表4可以看出，基础隔震结构总输入能量的85%左右被隔震系统所耗散，仅有少部分能量传递到上部结构，上部结构的滞回耗能和阻尼耗能很小，上部结构得到有效保护.本文对铅芯橡胶支座基础隔震结构进行了能量反应分析，研究了地震波峰值、基础隔震结构自振周期对结构总输入能量的影响，并对结构进行了耗能分析，得出以下主要结论：1）随着地震波峰值的增大，结构的总输入能量增大；随着基础隔震结构基本周期的增大，结构的总输入能量减小，但对于三、四类场地土，采用基础隔震技术时，应使结构的基本周期远离场地土的特征周期，避免类共振现象的产生.2）基础隔震结构总输入能量的85%左右被隔震系统所耗散，从而使上部结构得到有效保护.［1］谢一可，叶献国.基础隔震结构的能量反应分析［J］.合肥工业大学学报，2006，29（11）：1425－1429.［2］杜永峰，刘凯雁，邵云飞.大震下智能隔震结构的能量响应分析［J］.工程抗震与加固改造，2008，30（1）：14－18.［3］ Kitamura H，Akiyama H.Seismic response prediction for base-Isolated building by considering the energy balance［C］//Int Workshopon Recent Developments in Base-Isolation Techniques for Buildings，Tokyo，1992：1216-1220.［4］王建强，王建亮.摩擦摆基础隔震结构能量反应影响因素分析［J］.河南科学，2010，28（3）：302－304.［5］中华人民共和国建设部.GB 50011－2001 建筑抗震设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.。
基于全寿命费用的隔震结构抗震性能分析
基于全寿命费用的隔震结构抗震性能分析
党育;李涌涛
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2013(33)6
【摘要】本文提出一个基于全寿命费用的抗震性能指标,将建筑物的抗震性能表示为建筑物的预期损失与全寿命费用的比值,比值越大,则建筑物的抗震性能越差。
对采用叠层橡胶支座的基础隔震结构,给出结构的各破坏状态下的层间变形角和各项损失计算方法,采用随机分析和动力可靠度计算,得到隔震结构在不同地震强度下的条件失效概率,据此求解隔震结构的预期损失和全寿命费用。
针对一个隔震工程实例,对比分析了该工程隔震和不隔震时基于全寿命费用的抗震性能,结果表明,隔震结构的抗震性能系数远小于不隔震结构,说明隔震结构在保护结构安全和减小震后损失方面要优于不隔震结构。
【总页数】7页(P244-250)
【关键词】隔震结构;全寿命费用;抗震性能;随机分析
【作者】党育;李涌涛
【作者单位】兰州理工大学土木学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU311;TU352.1
【相关文献】
1.基于隔震的RC框架结构抗震性能分析 [J], 李良松
2.基于MIDAS/Gen的隔震钢框架结构抗震性能分析 [J], 俆飞鸿;李翠
3.PC基础隔震结构新型隔震层框架节点抗震性能分析 [J], 杜永峰;李虎;李芳玉
4.PC基础隔震结构新型隔震层框架节点抗震性能分析 [J], 杜永峰;李虎;李芳玉
5.基于侧向地基回填隔震层的两层三跨地铁地下车站结构抗震性能分析 [J], 朱雪立;王伟;庄海洋
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基础隔震结构的隔震层刚度参数分析
基础隔震结构的隔震层刚度参数分析卢晟; 郭玉荣【期刊名称】《《铁道科学与工程学报》》【年(卷),期】2019(016)009【总页数】7页(P2290-2296)【关键词】基础隔震; 2质点模型; 刚度比; 易损性分析【作者】卢晟; 郭玉荣【作者单位】湖南大学土木工程学院湖南长沙 410082; 建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】P315.9; TU311.3我国地震活动强度大，频度高，而且地震活动范围广，2008年汶川地震的强度远超当时所在地的设防标准。
随着隔震建筑在高烈度地区的逐步推广，关于隔震的研究也在不断进步。
王栋等[1]基于整体结构的倾覆力矩和隔震支座的拉应力问题提出了基础隔震结构的高宽比限值。
苏经宇等[2]提出了隔震结构2质点等效模型。
尚守平等[3]研究了基础隔震中上部结构与隔震层刚度比限值。
在JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构设计技术规程》[4]中，对楼层的抗侧刚度作出了相关规定，即本层与相邻上层的刚度比值不宜小于0.7，与相邻上部3层刚度平均值的比值不宜小于0.8。
但此项条文是针对非隔震结构，而基础隔震结构的特点就是利用隔震层相对上部结构较小的水平刚度把地震能量大部分消耗在隔震层，故此项条文不适合用于指导隔震结构的隔震层刚度的设计。
为此，对隔震层刚度与上部结构刚度之间的关系进行研究，为基础隔震结构设计提供相关参考。
关于基础隔震结构，其破坏形式大致可分为3类：1) 支座拉压应力超过规定限值，结构发生整体倾覆；2) 上部结构相对位移过大，结构进入非线性，发生弹塑性破坏；3) 隔震支座相对位移超过规定限值，隔震支座失效，隔震层发生破坏导致整体结构失效。
第1种破坏形式主要由结构的高宽比[1]控制；后2种破坏形式均与位移有关，究竟是上部结构先破坏还是隔震层先破坏主要由两者的刚度关系控制，即刚度协调问题。
将基础隔震结构简化为2质点模型，即将上部结构等效为单自由度体系与隔震层组成2质点模型。
隔震结构支座布置的两阶段优化方法
隔震结构支座布置的两阶段优化方法
党育;赵根兄;田宏图
【期刊名称】《兰州理工大学学报》
【年(卷),期】2022(48)3
【摘要】针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实现隔震结构动力时程分析与优化程序的相互调用.用一个实际隔震工程分析表明:与原设计方案相比,采用本方法确定的隔震支座布置方案,水平向减震系数可减小约12%,各支座最大位移减小约21%,隔震层造价增加约14%,说明该方法优化结果可靠,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率.
【总页数】8页(P125-132)
【作者】党育;赵根兄;田宏图
【作者单位】兰州理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU352
【相关文献】
1.加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究
2.橡胶支座基础隔震结构隔震层软限位加固方法研究
3.装配式基础隔震结构的支座优化布置分析
4.带抗风支座的组合
隔震体系隔震层布置优化及试验分析5.两种减隔震支座动力参数的设计方法及减隔震效果差异研究
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多层隔震结构的竖向地震作用研究
多层隔震结构的竖向地震作用研究
党育;霍凯成
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2010()4
【摘要】国外对隔震结构竖向地震反应的观测结果和对隔震结构竖向地震作用计算的规定,都与我国抗震规范有较大差别。
本文通过反应谱和时程分析,讨论了多层隔震结构的竖向地震作用取值及竖向地震作用效应,对我国抗震规范的有关规定作了探讨,认为除位于近断层附近的隔震建筑外,其它隔震结构的竖向地震作用可取与不隔震结构相同;对于多层隔震建筑,多遇地震下可不考虑竖向地震作用,在罕遇地震下,应对所有隔震结构验算支座是否受拉或失稳,并且组合时应计入竖向地震作用效应。
【总页数】7页(P139-145)
【关键词】多层隔震结构;竖向地震;反应谱;时程分析
【作者】党育;霍凯成
【作者单位】道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室;兰州理工大学土木学院【正文语种】中文
【中图分类】TU311
【相关文献】
1.带限位器滑移隔震砌体结构考虑竖向地震作用影响研究 [J], 谷伟;刘叔伦;刘斌
2.水平,竖向双向地震作用下隔震结构的水平地震反应分析 [J], 杜晓文;李江峰
3.近断层地震动作用下隔震结构研究现状(Ⅰ)——地震动特性影响与隔震结构参数优化 [J], 唐承志;张永山;汪大洋;何超波
4.考虑竖向地震作用的滑移摩擦隔震结构高宽比限值研究 [J], 张富有;王舒珊;顾明
5.多层建筑结构水平剪扭-竖向地震反应的智能复合隔震控制 [J], 瞿伟廉;周强;苏经宇;苏幼坡;陈波
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