基礎隔震的試驗研究.pdf

1、為了利用場地條件及施工常用材料以降低隔震體系的成本,本文研發(fā)了鉸樁.人工土復合地基并對其進行了振動臺試驗研究。試驗結果表明,其地震反應較之剛性地基-框架結構體系有很大變化,在鉸樁-人工土復合地基上,框架結構各層加速度、層間剪力有明顯減小,自振周期增大,特別是阻尼有很大的提高,說明此復合地基有明顯的減震效果。
　　 在鉸樁-人工土復合地基的基礎上,通過將體系微縮,樁簡化為鋼筋,并進行大量的改進,發(fā)明了一種新型的針對農(nóng)村地區(qū)遭受的地

2、震震害情況和農(nóng)村地區(qū)房屋建筑特點的鋼筋-瀝青復合隔震層,獲得了名為《一種復合隔震層》的國家發(fā)明專利授權。
　　 通過對鋼筋-瀝青復合隔震層做出適用于彈性分析的一系列假設,提出了第一階段設計簡化模型。通過理論分析,給出可用于工程第一階段彈性設計的鋼筋.瀝青隔震層設計的相關計算公式,并通過一個算例說明該方法在理論上的可行性:按照鋼筋-瀝青復合隔震層的第一階段設計簡化計算模型,設計了相應的隔震層試件,進行了地震模擬振動臺試驗。通過將輸

3、入El-Centro(1940年5月18日)波和Taft(1952年7月21日)波與輸出地震波的對比,研究了鋼筋-瀝青復合隔震層模型的振動特性。
　　 第一階段試驗結果表明,隔震層加速度折減系數(shù)在0.38～0.55之間,說明隔震層的折減系數(shù)能達到工程第一階段彈性設計的設計要求,隔震層有明顯的減震效果。試驗結果還表明不同的地震波輸入下加速度折減系數(shù)βa略有不同,在加速度較大的情況下βa有一定的下降趨勢。采用低幅值白噪聲激勵并用傅利

4、葉變換分析得到的模型自振頻率比計算值大,隔震層試件的自振頻率在振后變低,而模型試件阻尼比在振后增加。采用最小二乘法分析振動臺試驗結果得到的自振頻率與計算值接近,阻尼比隨輸入加速度幅值上升而上升。隨著地震作用的增大,鋼筋.瀝青復合隔震層摩擦效應趨于明顯。對比低幅值白噪聲激勵得到的結果,采用最小二乘擬合的方法更能真實反映地震作用下隔震層動力特性。試驗結果還表明第一階段彈性設計的簡化模型不適用于在罕遇地震作用下的第二階段彈塑性設計。
　

5、　 提出了一種鋼筋-瀝青復合隔震層在罕遇地震作用下考慮隔震層摩擦效應的模型用于第二階段彈塑性設計。根據(jù)假定采用鋼筋雙線恢復力模型和wilson-θ積分法進行程序設計,得到了鋼筋-瀝青復合隔震層在罕遇地震作用下考慮摯層摩擦的非線性時程分析程序。設計了針對第二階段彈塑性設計的隔震層試件進行罕遇地震振動臺試驗,考察研究了隔震層的安全儲備和隔震層其他可能的破壞形態(tài),研究了所提出的考慮墊層摩擦的隔震層簡化模型的可靠性。
　　 第二階段彈

6、塑性試驗結果分析表明,未設置磚墩間瀝青的隔震層加速度折減系數(shù)在0.55～0.85之間,試驗結果說明理隔震層的折減系數(shù)能達到設計要求并在一定程度上優(yōu)于設計值。與之前的試驗結果對比可以看出,試驗中去除磚墩間瀝青的影響后,隔震層相對位移、加速度折減系數(shù)比有磚墩間瀝青的都要大。試驗測得的加速度值與時程分析程序得到的結果吻合較好。
　　 為配合工程實踐,在理論及試驗分析的基礎上得到了彈塑性位移驗算的簡化計算方法及限值,并給出一個算例。計算