美國從二十多年前開始,“結構保護系統(tǒng)”從構思到研究、試驗,再到工程試用,給我們傳統(tǒng)的地震工程領域帶來了強大的活力。20世紀80年代末,從“被動”到“主動”再到“半主動”的地震保護系統(tǒng)都有了很大的發(fā)展。經過了兩次產品的原型測試后,被工程師們認可的被動結構保護系統(tǒng)開始得到了廣泛的工程應用。地震后破壞和有地震風險地區(qū)的橋梁、建筑,紛紛按計算的需要安置上了結構保護系統(tǒng)——橡膠支座、摩擦擺、各種阻尼器和防屈曲支撐。在經歷二十多年的工程應用后,大家認為,需要有個總結歸納,以工程和理論的眼光評價這些經過百花齊放出來的各種結構保護系統(tǒng)的優(yōu)缺點和可用性。美國聯邦高速公路管理局基金會、加州交通管理局和交通部聯合投資委托美國國家地震研究中心(MCEER)開展了這項工作,由Cotantinou教授及多位專家把這二十多年的經驗教訓從理論到工程實用總結成《橋梁地震保護系統(tǒng)》這篇報告。為了更好地介紹這些新成果,我們把《橋梁地震保護系統(tǒng)》報告翻譯成中文,供大家學習、閱讀。本書由康斯坦丁諾等著。
《橋梁地震保護系統(tǒng)》在1999年報告的基礎上對相關信息進行了更新,包括:溫度、加載歷史和老化對隔震支座力學性能的影響及對隔震結構響應的影響。同時對現行的保護系統(tǒng)的設備、分析及設計方法進行了總結。另外,本文試圖對隔震支座和阻尼器的熱效應、加載以及其老化情況進行一個科學的解釋,從而可以預測整個使用周期內隔震結構的響應——而這種預測可依靠試驗和觀察來證實。本書由康斯坦丁諾等著。
陳永祁 1966年畢業(yè)于北京工業(yè)大學土木建筑系結構專業(yè)。1981年獲得中國建筑科學研究院工程抗震研究所碩士學位。 1989年獲得美國紐約州立大學布法羅分校土木建筑系工學博士學位,畢業(yè)后在美國核電站設計公司(Sargent&Lundy) 的研究和發(fā)展部門工作,任高級工程師。2005年回國創(chuàng)辦北京奇太振控科技發(fā)展有限公司,推廣和發(fā)展 世界最先進的液體黏滯阻尼器和摩擦擺隔震等結構保護系統(tǒng)在國內的理論發(fā)展和應用。馬良喆,1973年9月生于吉林長春。1996年畢業(yè)于吉林建筑工程學院土木工程系土木工程專業(yè)。2001年進入哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院攻讀碩士學位,從事結構耗能減震方面的研究工作;曾先后就職于北京市建筑工程研究院檢測所、中國電子工程設計院,分別從事建筑材料檢測、結構構件樁基檢測以及工業(yè)建筑結構設計等工作。2005年進入北京奇太振控科技發(fā)展有限公司,負責耗能減振技術的應用開發(fā),陸續(xù)參與多項高層建筑和大跨度橋梁結構的抗震抗風計算分析工作,以及現場工作。
第1章 引言第2章 隔震系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)的基本原理 2.1 傳統(tǒng)的抗震橋梁結構 2.2 基于性能的地震工程 2.3 結構抗震保護系統(tǒng) 2.4 隔震裝置和系統(tǒng) 2.5 能 第1章 引言第2章 隔震系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)的基本原理 2.1 傳統(tǒng)的抗震橋梁結構 2.2 基于性能的地震工程 2.3 結構抗震保護系統(tǒng) 2.4 隔震裝置和系統(tǒng) 2.5 能量耗散裝置和系統(tǒng) 2.6 隔震和阻尼器系統(tǒng)的應用第3章 隔震橋梁的分析方法 3.1 引言 3.2 對于高阻尼反應譜的修正 3.3 帶有黏滯阻尼裝置的隔震系統(tǒng)的最大速度和最大力 3.4 自復位能力 3.5 反應修正系數 3.6 單自由度的分析方法 3.7 多自由度的分析方法 3.8 時程反應分析方法第4章 滑動界面內的摩擦 4.1 引言 4.2 摩擦力 4.3 摩擦機理 4.4 靜摩擦力和滑動摩擦力 4.5 黏滑運動 4.6 聚四氟乙烯與拋光不銹鋼間的摩擦 4.7 雙金屬滑動界面內的摩擦 4.8 摩擦生熱 4.9 施加過潤滑劑的滑動界面的摩擦 4.10 滑動支座的老化 4.11 小結第5章 PTFE與拋光不銹鋼界面的摩擦特性 5.1 引言 5.2 加載時間對靜摩擦力的影響 5.3 表面壓力和滑動速度的影響 5.4 溫度效應 5.5 累積運動的影響 5.6 不銹鋼表面粗糙度的影響 5.7 不銹鋼腐蝕的影響 5.8 污染效應 5.9 潤滑效應 5.10 磨損效應 5.11 鍍鉻碳鋼的滑動表面 5.12 小結第6章 滑動支座的分析與設計 6.1 引言 6.2 滑動支座的設計 6.3 雙凹面摩擦擺支座的分析 6.4 滑動支座終端板的設計步驟第7章 人造橡膠支座的力學性能 7.1 引言 7.2 硫化 7.3 天然橡膠的基本力學性能 7.4 人造橡膠支座的構造和制作 7.5 天然橡膠支座的基本力學性能 7.6 人造橡膠支座的發(fā)熱 7.7 溫度對力學性能的影響 7.8 人造橡膠支座的擾動和恢復 7.9 人造橡膠支座的老化第8章 鉛芯橡膠支座的力學性能 8.1 引言 8.2 鉛芯橡膠支座的構造 8.3 鉛芯橡膠支座的力學性能 8.4 鉛芯橡膠支座的老化 8.5 關于鉛芯橡膠支座力學性能的荷載時程效應 8.6 速度對鉛芯橡膠支座特征力的影響 8.7 鉛芯橡膠支座的松弛 8.8 鉛芯橡膠支座的受熱第9章 人造橡膠支座的分析與設計 9.1 引言 9.2 人造橡膠支座的受壓分析 9.3 人造橡膠支座的轉動分析 9.4 人造橡膠支座的剪切分析 9.5 橡膠支座的扭轉 9.6 多層橡膠支座的分析 9.7 人造橡膠支座的穩(wěn)定性 9.8 側向位移引起高度的減少以及對豎向和側向剛度的影響 9.9 受拉時的性能 9.10 鋼板的分析和設計 9.11 橡膠支座的安全性評價 9.12 橡膠支座端板的設計第10章 被動阻尼裝置的力學性能 10.1 引言 10.2 被動消能裝置 10.3 液體黏滯阻尼器的構造 10.4 液體黏滯阻尼器的力學性能 10.5 溫度增高對液體黏滯阻尼器響應的影響 10.6 鎖定裝置 10.7 具有恢復力和阻尼的裝置 10.8 液體黏滯阻尼器的使用壽命第11章 阻尼系統(tǒng)的布置 11.1 引言 11.2 直線型支撐和對角型支撐布置 11.3 其他的阻尼布置第12章 系統(tǒng)特性的修正系數 12.1 引言 12.2 系統(tǒng)特性修正系數 12.3 系統(tǒng)調整系數 12.4 滑移支座的特性修正系數 12.5 彈性隔震系統(tǒng)的系統(tǒng)特性修正第13章 隔震支座和阻尼元件的測試 13.1 引言 13.2 使用荷載下的測試 13.3 罕遇地震條件下的測試 13.4 隔震支座和阻尼器的原型測試 13.5 隔震支座和阻尼器的產品(質量控制)測試第14章 結論參考文獻附錄A 三層摩擦擺隔震支座在SAP2000中的應用 A.1 引言 A.2 三層摩擦擺隔震支座描述 A.3 三層摩擦擺隔震支座在SAP2000中的建模 A.4 隔震支座的-△效應 A.5 并聯模型的精度驗證 A.6 阻尼效應的研究 A.7 直接積分法 A.8 在SAP2000中支座P-△效應的模擬 A.9 結論附錄B 模型參數的計算 B.1 串聯模型 B.2 并聯模型