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上部结构承载力和刚度对隔震框架抗震性能影响研究

饶威  
【摘要】:现有隔震结构的研究主要集中于隔震支座,较少考虑上部结构力学性能对整个隔震建筑抗震性能的影响。本文设计了符合规范要求的隔震钢筋混凝土框架结构,并在此基础上依次增大隔震结构的承载力和刚度,共建立了16个隔震结构模型,以研究承载力、刚度及两者同时调整对隔震结构抗震性能的影响。本文利用SAP2000有限元软件对所建隔震模型进行Pushover分析及动力时程分析。Pushover分析中选取倒三角加载模式和均匀分布加载模式,从推覆曲线、塑性铰和层间位移角等方面研究改变承载力、刚度及两者同时改变对隔震结构抗震性能的影响。而动力时程分析则选取两组天然波和一组人工波作为地震激励,研究上部结构承载力和刚度对隔震框架加速度响应、位移响应、层间剪力以及隔震支座耗能比例等的影响。隔震框架Pushover分析及动力时程分析结果表明:(1)隔震结构自振周期超越场地的卓越周期,抗震性能较普通结构优越。(2)增大承载力能大幅减轻隔震结构受破坏程度,同时随着承载力越来越大,减轻隔震结构受破坏程度的效果递减,即抗震性能改善效果减弱。但增大承载力对隔震结构加速度、层间位移角、层间剪力及能量消耗比例等指标影响较小。(3)增大刚度对减小隔震结构层间位移角效果显著,改善了隔震结构尤其是首层、二层的抗震性能;随着刚度越来越大,层间位移角减小幅度递减,即抗震性能改善效果减弱;同时增大刚度对隔震结构加速度、层间剪力及能量消耗有明显的影响。(4)承载力、刚度的同时增大能大幅减轻隔震结构受破坏程度及减小层间位移角,对加速度、层间剪力的影响与增大隔震结构刚度时相似。


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