相邻隔震建筑风致振动碰撞研究

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隔震结构隔震元件水平刚度很“柔”,降低了结构的水平刚度,延长了整个建筑物的自振周期。在一些基本风压较大的强台风区(如福建省东山县),隔震结构极易进入风荷载敏感区,使得隔震层在强风作用下产生较大的水平位移。在现代城市建筑中,不同建筑,由于建筑用地或使用要求,常常相邻布置;同一建筑,由于受力及变形要求,常常由变形缝分隔成若干单体,形成相邻建筑。因此,当相邻建筑中存在隔震建筑,强风作用下,相邻建筑间的距离较小时,相邻建筑可能会发生风致振动碰撞,从而导致结构或结构局部构件产生碰撞破坏。本文针对相邻隔震建筑风致振动碰撞问题,进行了如下研究:(1)简要介绍了几种常见的风荷载数值模拟方法,提出利用基于小波重构的脉动风合成方法,以模拟相邻隔震建筑风致振动碰撞研究所需风荷载时程。(2)利用Hertz-damp非线性碰撞模型,建立了等层高相邻隔震建筑风致振动碰撞分析模型,推导了其动力碰撞运动方程,并编制了相应的分析程序。(3)以八层相邻框架结构为例,分析了等层高相邻隔震建筑风致振动碰撞响应,并进行相应的参数研究。结果表明:相邻隔震建筑在风荷载作用下极易发生风致振动碰撞,碰撞使相邻结构产生较大的碰撞力,大幅放大相邻结构的加速度响应,抑制迎风面结构的位移响应,放大背风面结构的位移响应。结构周期比、初始间距以及基本风速对等层高相邻隔震建筑风致振动碰撞响应有显著影响。(4)利用Hertz-damp非线性碰撞模型,通过对层间碰撞区域附加子结构,建立了不等层高相邻隔震建筑风致振动碰撞分析模型,推导了其碰撞动力运动方程,并编制了相应的分析程序。(5)以八层相邻框架结构为例,分析了不等层高相邻隔震建筑的风致振动碰撞响应,并进行相应参数研究。结果表明:虽然不等层高碰撞产生的碰撞力小于相应的等层高碰撞,但由于碰撞点增加,使得不等层高碰撞工况下主结构加速度和位移响应反而大于相应的等层高碰撞,而且不等层高碰撞对层间子结构(局部构件)的影响很大。结构周期比、初始间距、基本风速对其碰撞响应有显著影响,其影响规律与相应等层高碰撞类似。
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