装配式剪力墙基础隔震结构抗震性能分析

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2017年初,国务院办公厅发布的《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》指出,应用要智能化、施工要装配化、装修要一体化、管理要信息化、生产要工厂化、设计要标准化,同时建造方式要不断创新,积极推动发展装配式混凝土建筑,提高装配式建筑在新建建筑中的比例。根据以上指导思想,本文将着重研究装配式剪力墙固结结构中的基础隔震技术应用,基于此设计不同基础隔震方案,同时与传统非隔震模型进行对比以说明其工程应用价值。本文的工程背景为西安市长安区某项目5#楼,同时使用有限元计算软件Midas gen软件建立26层装配式剪力墙结构模型。本文致力于优化隔震支座布置,并设计铅芯隔震、橡胶隔震和组合隔震3种基础隔震方案,同时对非隔震结构、铅芯隔震结构、橡胶隔震结构和组合隔震结构进行模态分析、设防地震下的时程分析,研究上述4种结构模型的模态周期、层剪力、倾覆力矩、加速度、层位移变化。对4种结构模型进行增量动力分析,研究结构的抗倒塌性能。主要研究内容如下:(1)对装配式剪力墙基础隔震结构(以下简称结构)进行介绍,阐述了基础隔震结构的工作原理,并根据初算结果设计三种基础隔震方案,为今后装配式剪力墙结构工程隔震设计提供了理论参考。(2)对结构进行模态分析,结果表明,装配式剪力墙基础隔震结构的第一阶自振周期较非隔震结构均增大90%以上,且组合隔震结构延长结构模态周期的效果最优。(3)对结构进行动力时程分析,研究结果表明,装配式剪力墙基础隔震结构的层剪力峰值、层倾覆力矩峰值较非隔震结构均减小30%以上;组合隔震结构的较铅芯隔震结构和橡胶隔震结构最多减少12.4%。组合隔震结构减小层剪力和层倾覆力矩的效果更佳。(4)通过对比4种结构的层位移峰值、层加速度峰值和最大层间位移角可知:装配式剪力墙基础隔震结构的层位移峰值、层加速度峰值和最大层间位移角较非隔震结构均减小20%以上,其中组合隔震结构的减小效果更优。(5)基于IDA法对装配剪力墙组合隔震结构进行增量动力分析,进一步探究组合隔震结构超大地震作用下的破坏失效模式,并绘制IDA曲线,通过隔震层的最大水平位移和最大层间位移角IDA曲线可知,组合隔震结构的主要破坏控制因素是层间位移角,结构的中间位置更易发生破坏。
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