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组合基础隔震的偏心结构地震反应分析

郑猛  
【摘要】:上世纪最具有代表性的创新性结构抗震技术之一就是减震控制技术,它为工程抗震减灾提供了新的方法和研究途径,其中的基础隔震技术在我国汶川震后灾区重建中运用较多,使用到的隔震装置主要有阻尼器、叠层橡胶支座和滑动支座。但是,我国抗震规范还没有提及到组合基础隔震以及滑动支座,并且,国内外对组合基础隔震偏心结构的地震反应的研究相对较少。所以,本论文主要研究组合基础隔震结构的地震反应,隔震层由滑动支座和铅芯叠层橡胶支座组合而成。 本论文对多层偏心框架结构和偏心框架—剪力墙结构进行组合基础隔震,利用SAP2000建立结构空间三维模型,其中的剪力墙用非线性分层壳单元模拟,采用快速非线性模态积分法和直接积分法中的Hiber-Huges-Taytor法对结构进行动力时程反应计算,分析隔震支座布置方案、滑动支座的摩擦系数和布置个数等因素对结构的隔震及抗扭性能的影响。对于本论文所建立的结构模型,研究结果表明: ①不管是偏心框架结构还是偏心框架—剪力墙结构,上部结构的层间位移和层间扭转角受到隔震支座布置方案的影响相对较小,其值比传统抗震结构(非隔震)小很多;隔震层的水平位移和扭转角受到隔震支座布置方案的影响很大。 ②对于偏心框架隔震结构,当铅芯橡胶支座布置方案不变时,滑动支座摩擦系数越大,隔震层的水平位移越小、上部结构的层间位移越大、隔震层的扭转角先减小后增大,当摩擦系数为0.08时,扭转角最小。 ③对于偏心框架—剪力墙隔震结构,结构的扭转变形主要集中在隔震层和第1层,从第2层开始,最大层间扭转角值都很小,可见隔震结构的抗扭性能很好。 另外,通过能量分析隔震层各参数对组合基础隔震结构减震性能的影响。结果表明:滑动支座具有很强的耗能能力,组合隔震时它比铅芯橡胶支座耗掉更多的地震能量,但是并不是布置个数越多越好。


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