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层间隔震结构的地震响应分析

郑军  
【摘要】: 层间隔震技术是在基础隔震技术的工程实践应用中发展起来的一种新型隔震结构形式。目前的层间隔震研究大多仅考虑了水平地震作用,竖向地震动的影响被忽略。但是,大量地震震害表明,竖向地震对结构的影响是不能忽视的,它的作用有时会超过水平地震作用。因此,研究同时具有水平隔震和竖向隔震功能的复合隔震装置及相应的隔震技术是非常必要的。 本文在铅芯橡胶隔震支座的基础上,提出了一种碟形弹簧-铅芯橡胶垫的复合隔震支座。这种复合隔震支座既可以隔离水平地震作用向上部结构传递能量,也可以减小竖向地震作用对结构的影响,在层间隔震领域具有很好的应用前景。 论文分析了碟形弹簧-铅芯橡胶垫复合隔震支座的力学性能,探讨了这种支座的隔震机理,然后对结构采用层间剪切模型,推导了设有复合隔震支座的层间隔震结构在水平地震作用下的动力时程方程。接着,不考虑竖向地震与水平地震的藕联作用,推导了层间隔震结构在竖向地震作用下的动力方程。最后,以一5层大跨框架结构为例,利用有限元分析软件SAP2000,进行了设有碟形弹簧-铅芯橡胶垫复合隔震支座大跨框架结构的地震反应时程分析,检验了这种支座的隔震效果,探讨了相应的隔震机理和规律。 研究结果表明,文中所提复合隔震支座具有良好的复合隔震性能,不仅能够有效地抑制地震能量向上部结构的传递,减小结构的水平地震反应,而且也对结构的竖向地震反应有较好的抑制作用,值得进一步深入研究和开发应用。


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