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考虑土—结构动力相互作用的隔震结构分析

杨帆  
【摘要】:本文以一栋在汶川地震中损坏的框架结构作为分析对象,以彭津模型建立了土—结构动力相互作用分析模型,将该结构共分四种情况讨论:1)结构加固前不考虑土—结构动力相互作用情况;2)结构加固前考虑土—结构动力相互作用情况;3)结构隔震加固后不考虑土—结构动力相互作用情况:4)结构隔震加固后考虑土—结构动力相互作用情况。将上述四种情况分别在ELCENTRO波、TAFT波、人工波下进行罕遇地震下的时程分析,研究四种情况的周期、层间剪力、楼层位移、各楼层的加速度、隔震支座的剪力、隔震支座的位移、隔震支座的滞回性能等。 同时,为了研究场地条件的差异对土—结构动力相互作用的影响,对该结构分隔震和不隔震两种情况,计算在3种场地条件下结构的受力和位移等的变化规律。 通过以上分析研究后,得出以下结论: 1.分析结果表明,隔震结构受到土—结构动力相互作用的影响明显小于非隔震结构。隔震结构考虑和不考虑动力相互作用,周期、层间剪力、位移、加速度的差别并没有非隔震结构明显。 2.考虑土—结构动力相互作用后,结构体系的整体刚度变小,其自振周期将延长,且非隔震结构周期受影响程度要大于隔震结构。无论是隔震结构还是非隔震结构,随着场地土变得坚硬,周期依次接近于不考虑土—结构动力相互作用的周期。 3.无论是隔震结构还是非隔震结构,考虑土—结构动力相互作用后,结构的位移明显比不考虑相互作用时的位移增加。 4.无论是隔震结构还是非隔震结构,考虑土—结构动力相互作用后,结构的层间剪力、各层的加速度均有变化,但这种变化并没有固定的规律。 5.对于隔震结构,考虑土—结构动力相互作用后,隔震支座的剪力和位移,比不考虑相互作用时候的要小,同时可以发现隔震支座滞回包络面积减小,隔震支座耗能也减少。 6.对于隔震结构来说,隔震支座耗能可以耗散大量的地震输入能量,且支座的耗能情况随着场地变化而呈规律性变化,即随着场地越坚硬,隔震支座耗能越大。


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