【摘 要】
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脉冲型地震动明显的长周期速度和位移脉冲运动可能对隔震结构的抗震性能和设计带来不利影响,为预防脉冲型地震动对建筑物的破坏,本文基于陕西省汉中地区工程实例,采用SAP2000有限元分析软件建立了 11层RC框架结构模型,并对RC框架结构进行了隔震结构优化设计。通过模态分析和线性时程分析,研究RC框架结构和隔震结构的自振特性以及弹性变形能力;重点选取了汉中地区脉冲型地震动参数,通过非线性时程分析和Pus
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脉冲型地震动明显的长周期速度和位移脉冲运动可能对隔震结构的抗震性能和设计带来不利影响,为预防脉冲型地震动对建筑物的破坏,本文基于陕西省汉中地区工程实例,采用SAP2000有限元分析软件建立了 11层RC框架结构模型,并对RC框架结构进行了隔震结构优化设计。通过模态分析和线性时程分析,研究RC框架结构和隔震结构的自振特性以及弹性变形能力;重点选取了汉中地区脉冲型地震动参数,通过非线性时程分析和Pushover分析,研究脉冲型地震动作用下RC框架隔震结构弹塑性变形能力、整体抗侧移能力、地震耗能能力以及结构性能点参数变化等。主要结论如下:(1)将所选脉冲型地震波Coyote Lake波、San Salvador波、Westmorland波的地震影响系数进行提取,并与汉中地区水平地震最大影响系数对比后得知,3条脉冲型地震波的地震影响系数为平均抗震设防地震的2倍左右。(2)通过模态分析可知:RC框架结构进行基础隔震设计与层间隔震设计后,结构自振周期得到较大幅度提升,且基础隔震结构自振周期增加幅度大于层间隔震结构。(3)通过对RC框架基础隔震结构与层间隔震结构在设防地震下时程分析可知:基础隔震结构和层间隔震结构在X、Y方向上的弹性变形相对于RC框架结构大幅度降低,且层间隔震结构减幅程度略小于基础隔震结构。(4)通过对RC框架结构、基础隔震结构与层间隔震结构进行脉冲型地震下时程分析可知:脉冲型地震动下RC框架结构、基础隔震结构及层间隔震结构在X、Y方向上结构整体变形程度远大于抗震设防地震动;两种隔震结构相对于原结构整体变形较小,体现了良好的减震效果,其中基础隔震减震效果优于层间隔震结构。(5)通过对基础隔震结构与层间隔震在脉冲型地震动下进行层间剪力分析及地震波能量耗散分析可知:RC框架结构在基础隔震与层间隔震作用下层间剪力得到大幅度降低,基础隔震结构层间剪力减幅程度大于层间隔震结构;通过两种隔震结构对脉冲型地震动吸收耗散情况分析,基础隔震结构的地震波能量耗散能力强于层间隔震结构,故基础隔震结构为最佳隔震设计方案。(6)通过对RC框架基础隔震方案进行脉冲型地震动下Pushover分析,结果表明:脉冲型地震动下原结构性能点参数较高,塑性铰分布十分密集,多处出现柱端塑性铰,脉冲型地震动对RC框架结构的破坏程度极大;脉冲型地震动下基础隔震结构性能点参数相对于原结构明显降低,并大幅度降低塑性铰出铰率,各节点未出现柱端塑性铰,表明基础隔震结构减震效果良好。
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