框架结构基础隔震设计关键技术及工程应用研究

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隔震技术应用越来越多,常用的隔震装置有摩擦滑板支座、叠层橡胶支座,把各种不同的隔震装置有效的组合在一起,可发挥各自的优点,起到良好的隔震效果。目前,组合隔震技术应用越来越广,但其理论的研究还不是很充分。基于此,论文收集有关组合隔震的文献资料,了解国内外组合隔震技术的发展情况、隔震支座的力学性能以及隔震结构的计算分析方法,同时研究隔震结构的设计方法以及隔震建筑构造措施,希望能推动组合隔震技术的发展。论文以某6层框架结构为研究对象,利用ETABS有限元程序对传统抗震结构、纯摩擦滑移隔震结构、并联组合基础隔震结构三种工况进行了模态分析和非线性时程分析。得到地震响应指标参数,包括层间剪力、层间位移、楼层绝对加速度。模态分析表明:设置隔震层后,纯摩擦滑移隔震和组合隔震结构的自振周期延长了2倍以上,使场地卓越周期与结构振动周期相差较大,降低了发生共振的可能性。振型数据表明:隔震结构的上部结构几乎是水平整体移动,在隔震层有位移突变,各楼层之间的相对位移很小;而传统抗震结构由于上部结构和基础固结,各楼层之间的相对位移较大,呈现出剪切变形的形状。框架结构在多遇和罕遇地震作用下的非线性时程分析表明:隔震结构各层的层间剪力、层间位移、楼层绝对加速度均明显减小,其中大震下隔震效果最为明显,说明隔震支座有滤波的作用,使地震波中的部分频谱成分不能传递到上部结构,大大降低了上部结构在地震下的动力响应。在组合隔震结构中,影响组合隔震效果的因素主要有:摩擦滑板的摩擦系数和摩擦滑板的数量。结果显示:结构的周期随着滑板支座摩擦系数的增大而减小,纯摩擦滑移隔震结构的周期受滑板支座摩擦系数的影响较大;在采用铅芯橡胶支座和摩擦滑移支座组合隔震时,周期随摩擦系数变化的幅度较小,即并联隔震时(铅芯橡胶支座一定)滑移支座的摩擦系数对结构的周期影响较小。定义λ为摩擦滑移隔震支座承担的上部结构重力荷载比例,即滑板支座的数量。结果显示:并联组合基础隔震结构的自振周期随λ值的增大而有所增大;层间位移幅值、绝对加速度幅值的变化趋势为随着λ值的增大而增大。这些实用性的结论能够为以后的组合隔震设计提供指导性意见。
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