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框架结构基础隔震层参数研究

贾飞宇  
【摘要】:采用基础隔震技术是工程结构防震减灾的有效途径之一。它是在基础和上部结构之间设置隔震层,通过减小地震能量向上部结构传递而有效的保护上部结构及其内部设施在强震中的安全。 隔震层参数的变化,如隔震层的弹性刚度、隔震层屈服比(等效塑性刚度与弹性刚度之比)等对基础隔震结构的动力特性和动力反应有着重要的影响。本文主要研究隔震层的弹性刚度和隔震层屈服比的取值范围与隔震效果的关系。 本文选取一个6层和两个7层框架结构作为研究对象。结构计算模型考虑层间剪切变形,上部结构层间刚度采用线弹性模型,隔震层刚度采用双线性恢复力模型。 针对上述结构串联多自由度模型,同时以铅芯叠层橡胶支座作为隔震层计算模型,本文使用Matlab语言编制了非线性时程反应分析程序。 本文选取的结构皆按Ⅷ度设防,依据《建筑抗震设计规范GB50011-2001》关于隔震结构的要求,本文研究分为两条主线:1.计算Ⅷ度罕遇地震(400gal)下隔震层的位移;2.计算Ⅷ度多遇地震(70gal)下的层间剪力比(隔震结构的层间剪力与非隔震结构的层间剪力之比)。 考虑到不同场地特征周期对结构的地震动输入有所不同,本文分别选取Tg值为0.25s,0.6s和0.9s三种特征周期。通过合成的人工地震动加速度时程,实现计算模型的地震动时程输入。 在上述内容基础上,本文通过a.隔震层弹性刚度,b.隔震层屈服比(等效塑性刚度与弹性刚度之比)和c.不同场地特征周期Tg等变化,对框架结构串联多自由度模型进行了大量的时程计算分析,最终确定了隔震层参数所对应场地特征周期的变化规律及其优选取值范围。 本文为隔震结构设计选择基本合理的隔震层参数提出了建议,结论对隔震结构的详细设计有一定的参考意义。


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