多层隔震框架与减震框架抗震性能与经济性对比分析

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本文主要探讨的是在高烈度区(8度区)下,隔震技术和减震技术在多层框架结构中的应用,希望通过分析传统抗震结构、隔震结构、减震结构这三种采取不同措施抗震的结构来研究三种结构的抗震性能和经济性,为工程的实际应用提供一些参考。本文主要从以下几个方面进行了研究:(1)通过资料收集和文献查阅,研究国内外隔震技术和减震技术的研究现状,梳理其发展过程和基本技术原理,研究进行隔震设计和减震设计的技术路线。(2)以一个典型的5层框架结构为研究对象,使用ETABS分别采用设置隔震支座和布置黏滞阻尼器两种方案对结构进行隔震、减震设计,验证了两种方案的合理性。(3)对5层框架结构进行传统抗震设计,对比传统抗震方案、隔震方案、减震方案的抗震性能,比较结构模态、层间剪力、顶层加速度时程曲线、层间位移,得出:从模态分析可知,传统抗震结构的自振周期与减震结构差异不大,隔震结构的自振周期显著增大,隔震结构和减震结构在降低地震响应的原理上有所不同。从层间剪力对比可知,隔震结构的层间剪力可减小为传统抗震结构的20%左右,减震结构的层间剪力可减小为传统抗震结构的40%左右。由加速度时程曲线对比可知,传统抗震结构在强震作用下加速度响应剧烈,隔震结构和减震结构的加速度相对来说更小,隔震结构整体的加速度响应相对均匀,且整体的加速度响应最小,对加速度的降低有较好作用。而通过最大层间位移对比可知,在强震作用下,传统抗震结构的层间位移最大,隔震结构和减震结构的层间位移相对来说更小。隔震结构由于隔震层承担了大部分位移,上部结构各层的最大位移最小。(4)对传统抗震方案、隔震方案、减震方案通过造价概算研究方案全寿命周期,进行经济性对比分析,得出:在8度区条件下,相对于传统抗震结构,隔震和减震结构虽然节约了部分钢筋、混土工程量,但是由于隔震层的设立和阻尼器的选用与安装,初始总造价实际并未有较大幅度降低。隔震和减震方案的优越性主要体现在这两种结构都可以有效降低震后损失和维修费用,其综合费用相比较于传统抗震结构来说均降低了10%以上,从长远来看,也具有一定的经济效应。上述的研究结论可以为更多人研究隔震设计与减震设计提供一定的参考依据。
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