基于不同设计方法的框--剪隔震结构抗震性能研究

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隔震结构可以增大结构阻尼比、延长结构自振周期、大大削弱上部结构的地震响应,因而具有很好的工程实用价值,被越来越多的建筑结构所采用。当前,我国的隔震结构设计方法有两种,一种是《建筑抗震设计规范》提出的减震系数法,一种是《建筑隔震设计标准》提出的直接设计法。两种设计方法中的设计规定存在显著区别,但基于两种设计方法的对比研究还较少,而且框架剪力墙隔震结构作为当前应用范围较广的一种隔震结构类型,分析其基于不同设计方法的抗震性能差异具有重要的研究价值。本文以一个框架剪力墙隔震结构为研究对象,利用PKPM和SAUSAGE有限元分析软件,对比分析其在不同设计方法下的结构响应。
  本文主要研究工作如下:
  (1)基于减震系数法和直接设计法对框-剪隔震结构进行结构设计,对比分析两种设计方法的经济性,研究其在反应谱分析中的响应差异。结果表明,由于直接设计法提高了设计水准,材料用量有所提升,但直接设计法更好的考虑了隔震支座的力学性能,更能反映结构的真实受力状态。
  (2)对不同设计方法得到的结构模型进行罕遇地震作用下的时程响应分析,研究表明,直接设计法中框-剪隔震结构的变形更小,塑性损伤更小,具有更好的抗震性能。在罕遇地震作用下,减震系数法模型和直接设计法模型均能保证结构的受力和变形满足要求。
  (3)在直接设计法框-剪隔震模型条件下,研究剪力调整对结构抗震性能的影响。结果表明,在设防地震作用下,剪力调整对结构响应的影响基本可忽略;在罕遇地震作用下,剪力调整对结构响应的影响很小,不进行剪力调整也能保障框-剪隔震结构的受力和变形满足要求。
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