采用橡膠支座的超高層框架-核心筒結(jié)構(gòu)抗震性能的研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的迅速增長，高層建筑越來越多，框架-簡體結(jié)構(gòu)作為一種常見結(jié)構(gòu)形式得到了普遍的運用。通過在框筒結(jié)構(gòu)中布置橡膠支座隔震層以增大結(jié)構(gòu)的延性，使結(jié)構(gòu)在地震中能夠盡可能多的消耗地震能量，從而達到較好的抗震效果。本文針對采用橡膠支座后的框架-核心筒結(jié)構(gòu)在地震作用下的隔震減震問題，依托國家自然科學(xué)基金項目(51378168)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(2012HGZY0024)，利用Midas軟件對其進行有限元分析。

2、　　隔震技術(shù)一般是在首層豎向構(gòu)件底部和基礎(chǔ)的連接處或根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的需要在相應(yīng)的樓層設(shè)置隔震裝置。與傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)相比，隔震結(jié)構(gòu)是一種主動控制技術(shù)，利用隔震裝置來阻止地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，從而減小地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響。隨著隔震技術(shù)理論日益成熟和在實際工程中不斷的應(yīng)用，為隔震技術(shù)的發(fā)展和推廣帶來了廣闊的前景。在實際工程應(yīng)用中，布置隔震裝置的位置不同可分為基礎(chǔ)隔震和層間隔震兩種。目前，基礎(chǔ)隔震這項技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟并且寫入了我國規(guī)范

3、，在工程實例中也有很多的運用。然而層間隔震的工作機理和減震效果卻不是很明確，需要進一步深入研究。因此，本文對基礎(chǔ)隔震和層間隔震的減震效果通過理論推導(dǎo)和有限元數(shù)值模擬分析，與原傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較，對比分析出這兩種隔震體系的不同性能。
　　本文首先闡述了隔震支座的力學(xué)性能、基礎(chǔ)隔震和層間隔震力學(xué)模型及動力平衡方程的建立，并推導(dǎo)了隔震體系動力平衡方程的求解，最后通過有限元分析軟件midas gen對采用基礎(chǔ)隔震以及隔震支座置于二十層豎向構(gòu)件

4、頂部的層間隔震結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和在水平地震作用下的動力時程分析，計算出數(shù)據(jù)與原結(jié)構(gòu)進行對比，總結(jié)分析出隔震結(jié)構(gòu)的減震效果，研究成果主要如下:
　　研究隔震結(jié)構(gòu)自振特性的影響。通過對比分析3種方案結(jié)構(gòu)的前12階自振周期和前三階振型，得出隔震層對框架-核心筒結(jié)構(gòu)自振特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，布置橡膠隔震支座使框架-核心筒結(jié)構(gòu)的整體剛度變小，因此結(jié)構(gòu)的自振圓頻率減小，自振周期從而增大?？梢钥闯霾捎酶粽鹧b置能夠有效地延長結(jié)構(gòu)的自振周期

5、，從而避開場地的卓越周期以減輕地震作用。
　　研究水平地震作用下隔震結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力響應(yīng)的影響。采用動力時程分析方法計算各方案結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，基礎(chǔ)隔震和層間隔震均具有顯著地減震效果。隔震層位置的不同對整體結(jié)構(gòu)的減震效果和減震機理有較大的影響。隔震層置于結(jié)構(gòu)中部時，其上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的樓層位移加速度及剪力都有不同的變化趨勢。
　　最后研究了隔震裝置參數(shù)的變化對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響，為合理選取隔震裝置參數(shù)和隔震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考