考慮地基不均勻沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)損傷分析.pdf

1、基礎(chǔ)隔震技術(shù)憑借其成熟的抗震理念被廣大土木工作者所提倡，應(yīng)用于眾多的基礎(chǔ)隔震建筑當(dāng)中。歷次地震災(zāi)害表明，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和減震效果，能夠極大地減少受災(zāi)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失及相關(guān)人員傷亡。我國(guó)西部地區(qū)分布著大量的濕陷性黃土，由于土質(zhì)自身特性往往會(huì)引起基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降進(jìn)而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、開(kāi)裂、傾斜甚至倒塌，此類(lèi)工程問(wèn)題在土木建筑施工領(lǐng)域?qū)乙?jiàn)不鮮。地基不均勻沉降造成建筑物結(jié)構(gòu)的破壞已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，目前主要是從內(nèi)

2、力和變形的角度來(lái)分析不均勻沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次的影響，考慮了沉降對(duì)梁、柱承載力和變形等方面的因素，但其忽略了地震作用下結(jié)構(gòu)能量的累積耗散，不能夠全面地體現(xiàn)出基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的實(shí)際破壞情況。本文根據(jù)能量平衡原理，通過(guò)抗震非線(xiàn)性有限元軟件 Perform-3D，采用考慮變形和能量雙重準(zhǔn)則的樓層最大損傷指數(shù)為量化指標(biāo)，依據(jù)相關(guān)的性能水準(zhǔn)限值，從能量耗散的角度研究地基不均勻沉降對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的影響。具體的工作如下所述：
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3、1）基于能量平衡原理，利用抗震彈塑性軟件 Perform-3D對(duì)發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和未發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)分別建立相應(yīng)的有限元模型，并對(duì)二者進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，研究地基不均勻沉降對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下能量的傳遞和分布規(guī)律的變化。
　　（2）引入包含了結(jié)構(gòu)變形和地震作用累積耗能的雙參數(shù)損傷模型，利用Perform-3D對(duì)發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和未發(fā)生沉降的隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線(xiàn)性時(shí)程分析，計(jì)算梁、柱等構(gòu)件的損傷指數(shù)，依據(jù)杜修力

4、損傷模型，得出上部結(jié)構(gòu)各樓層的損傷指數(shù)，最后以最大的樓層其對(duì)應(yīng)的損傷指數(shù)為量化指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行易損性分析，并以隔震層位移為量化指標(biāo)建立結(jié)構(gòu)的易損性曲線(xiàn)。通過(guò)對(duì)二者不同指標(biāo)的比較分析，綜合考慮地基不均勻沉降對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)整體的損傷情況。
　?。?）研究不同沉降值作用對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的影響。采用增量動(dòng)力分析方法（Incremental Dynamic Analysis），即IDA分析方法，從隔震層位移、最大層間位移角、樓層最大損傷指數(shù)等