隔震层位置对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响分析

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近些年来,建筑行业发展迅猛,基础隔震技术的研究与应用已得到较大的发展。但随着现代建筑样式的复杂性和多样性,基础隔震技术的使用范围存在局限性,已经不能满足建筑结构的减震要求,所以在基础隔震的基础上演化出一门新型层间隔震技术。层间隔震结构较基础隔震结构适用范围广、造价低、施工和维修简单方便,常用于旧有建筑的增层改建和加固,以及受地形条件限制或特殊结构形式的建筑。层间隔震结构的隔震层位置布置灵活,减震效果随结构形式和隔震层位置的变化而不同。因此本文主要研究了隔震层位置对非规则结构的地震反应影响。本文首先介绍了隔震结构的相关概念和隔震支座的力学特性,建立了基础隔震结构和层间隔震结构的力学模型,推导了相关的动力平衡方程。然后利用SAP2000有限元软件对一栋8层的非对称大底盘单塔框架结构建立了四种分析模型,分别为传统抗震结构模型、基础隔震结构模型、四层隔震结构模型、七层隔震结构模型,并进行了模态分析。最后对四种模型施加三种地震波,在多遇地震和罕遇地震两种工况下,进行了动力时程分析,得出四种结构模型的加速度值、层间位移值和层间剪力值,并根据规范限值验算了隔震结构设计的合理性。通过对以上几种指标结果的分析,得到四种结构模型在不同地震作用下的响应变化规律和减震效果。研究结果表明:在水平地震作用下,隔震结构较传统抗震结构有明显的减震效果。隔震结构通过隔震支座的变形来吸收和消耗大量的地震能量,同时也阻隔了地震能量向上部结构的传递,进而对上部结构起到了减震的作用。隔震层布置的位置对结构的减震效果有较大的影响,基础隔震的减震效果优于层间隔震,隔震层布置的位置越低,减震效果越好。应根据结构自身特点和使用要求,选择最优的隔震层布置方案。
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