采用橡膠支座的超高層框架-核心筒結構抗震性能的研究.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-簡體結構作為一種常見結構形式得到了普遍的運用。通過在框筒結構中布置橡膠支座隔震層以增大結構的延性，使結構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-核心筒結構在地震作用下的隔震減震問題，依托國家自然科學基金項目(51378168)和中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目(2012HGZY0024)，利用Midas軟件對其進行有限元分析。

2、　　隔震技術一般是在首層豎向構件底部和基礎的連接處或根據(jù)建筑結構的需要在相應的樓層設置隔震裝置。與傳統(tǒng)的抗震結構相比，隔震結構是一種主動控制技術，利用隔震裝置來阻止地震能量向上部結構傳遞，從而減小地震作用對上部結構的影響。隨著隔震技術理論日益成熟和在實際工程中不斷的應用，為隔震技術的發(fā)展和推廣帶來了廣闊的前景。在實際工程應用中，布置隔震裝置的位置不同可分為基礎隔震和層間隔震兩種。目前，基礎隔震這項技術的研究已經(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，本文對基礎隔震和層間隔震的減震效果通過理論推導和有限元數(shù)值模擬分析，與原傳統(tǒng)結構相比較，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性能、基礎隔震和層間隔震力學模型及動力平衡方程的建立，并推導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對采用基礎隔震以及隔震支座置于二十層豎向構件

4、頂部的層間隔震結構進行模態(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)與原結構進行對比，總結分析出隔震結構的減震效果，研究成果主要如下:
　　研究隔震結構自振特性的影響。通過對比分析3種方案結構的前12階自振周期和前三階振型，得出隔震層對框架-核心筒結構自振特性的影響規(guī)律。研究結果表明，布置橡膠隔震支座使框架-核心筒結構的整體剛度變小，因此結構的自振圓頻率減小，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構的自振周期

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構位移和內(nèi)力響應的影響。采用動力時程分析方法計算各方案結構的地震響應，基礎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構的減震效果和減震機理有較大的影響。隔震層置于結構中部時，其上部結構和下部結構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)的變化對結構動力響應的影響，為合理選取隔震裝置參數(shù)和隔震結構優(yōu)化設計提供參考