基础隔震框架结构的抗震性能分析

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地震对结构的破坏是由地面运动而引起的建筑物受迫振动所致。基础隔震的基本原理就是通过设置隔震系统,使结构在基础层与上部结构之间能够做有限的柔性滑动,从而减小结构的水平刚度、延长结构的自振周期、有效降低结构在地震中的加速度反应。地震能量大部分被隔震层所消耗,上部结构只做轻微平动。本文使用有限元软件SAP2000建立多层钢筋混凝土结构,通过非线性静力分析和非线性时程分析,探讨基础隔震结构的抗震性能及减震效果。首先详细阐述了隔震技术的基本原理及其运动特性,介绍了常用隔震装置分类、构造和力学性能,进而建立基础隔震力学模型和动力平衡方程,推导了隔震系统的动力平衡方程的求解,为后续弹塑性时程分析提供校核参考。其次在同时考虑隔震层及其上部结构的非线性的基础上,采用非线性分析软件SAP2000建立了三维非线性模型,对基础隔震混凝土框架结构实例模型进行了在8度罕遇地震波EL-Centro波、TAFT波和人工波下的弹塑性时程分析,将其结果与相应的非隔震结构进行对比,以评判隔震结构的减震效果及其抗震性能。结果表明在地震力作用下,基础隔震结构加速度、层间位移以及层间剪力相较于非隔震抗震结构都有非常大的减少,大大的减轻了水平地震力对结构的作用,提高了结构的整体抗震性能。最后采用基于sap2000的pushover分析方法,对隔震结构进行静力非线性分析,给出了适用于基础隔震结构的侧向加载方式,通过与非线性时程分析结果的对比,验证该侧向加载方式的可靠性,并且通过pushover分析结果研究了基础隔震框架结构塑性铰的出现、分布及发展的规律,找出结构可能存在的薄弱环节,为隔震设计及隔震结构抗震性能评估提供依据。
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