近斷層脈沖型地震作用下LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)研究.pdf

1、在常規(guī)地震(遠(yuǎn)場(chǎng)地震或者近斷層非脈沖型地震)作用下基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)具有良好的減震效果,但是近斷層地震的明顯長(zhǎng)周期速度和位移脈沖運(yùn)動(dòng)卻給基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)帶來了不利影響。目前國內(nèi)外對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用大多是針對(duì)常規(guī)地震所進(jìn)行的,對(duì)于近斷層脈沖型地震對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的影響也有相關(guān)的研究,但仍有一些問題缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。隨著基礎(chǔ)隔震技術(shù)規(guī)范化建設(shè)的需要,深入研究在近斷層脈沖地震作用下基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)是十分有必要,這不僅在理論上是對(duì)基礎(chǔ)隔震理論研究

2、的完善,而且對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的地震防護(hù)也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。考慮到鉛芯橡膠隔震支座(LRB)是應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)隔震體系,本文以 LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)為對(duì)象,開展了以下幾方面的研究工作:
　?、畔到y(tǒng)研究了LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震動(dòng)作用下的動(dòng)力反應(yīng)。提出了基于Masing準(zhǔn)則的非迭代時(shí)程計(jì)算方法,與傳統(tǒng)Newton-Raphson迭代算法進(jìn)行了比較,數(shù)值結(jié)果表明該非迭代算法能夠滿足土木工程計(jì)算的精度要求;給出更為合理的人

3、工合成近斷層脈沖型地震的方法;對(duì) LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了參數(shù)研究。
　?、茖?duì)LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震作用下可能出現(xiàn)的碰撞響應(yīng)進(jìn)行了分析。在對(duì)文獻(xiàn)中已有不同碰撞分析方法或模型進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,提出了既能夠合理反映碰撞物理事實(shí)又能夠易于確定相關(guān)參數(shù)的改進(jìn)Kelvin碰撞分析模型,并對(duì)其中相關(guān)參數(shù)的確定進(jìn)行了理論推導(dǎo)以及數(shù)值驗(yàn)證,同時(shí)也對(duì)Hertzdamp碰撞分析模型中阻尼常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行

4、了修正;通過對(duì)使用不同碰撞分析模型所進(jìn)行的 LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)碰撞響應(yīng)進(jìn)行比較,表明改進(jìn)Kelvin碰撞分析模型的可靠性;運(yùn)用改進(jìn)Kelvin碰撞分析模型對(duì) LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)碰撞分析后發(fā)現(xiàn),碰撞響應(yīng)給基礎(chǔ)隔震的有效性帶來了極其不利的副作用并顯著改變了上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性;對(duì)影響LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)碰撞響應(yīng)的因素進(jìn)行了參數(shù)研究。
　?、茄芯苛薒RB偏心基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)。建立了能夠考慮每個(gè)LRB隔震支座變形

5、的單層LRB偏心基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析模型和運(yùn)動(dòng)方程;提出了人工合成雙向近斷層脈沖型地震的方法;對(duì)比了在近斷層脈沖型地震和常規(guī)地震作用下隔震層偏心、上部結(jié)構(gòu)偏心、上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)側(cè)頻率比以及近斷層脈沖型地震脈沖周期等重要參數(shù)對(duì)LRB偏心基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)側(cè)移扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)反應(yīng)的影響。
　?、妊芯苛薒RB偏心基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震作用下的碰撞響應(yīng)。建立了基于改進(jìn)Kelvin碰撞分析模型的多層LRB偏心基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)碰撞響應(yīng)的計(jì)算分析模型和運(yùn)動(dòng)方