近斷層地震動(dòng)作用下山區(qū)隔震建筑框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、近年幾次大的地震，如臺(tái)灣集集地震、美國北嶺地震等引起了國內(nèi)外學(xué)者對(duì)近斷層地震動(dòng)的研究，也得到了一些有用的結(jié)論。近斷層地震動(dòng)具有明顯的長周期高能量的速度脈沖，可能對(duì)隔震結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞。因此本文主要研究了近斷層地震動(dòng)對(duì)考慮土-結(jié)相互作用的山地隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的影響，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　1.首先篩選了來自臺(tái)灣集集地震同一場地類別上的三個(gè)臺(tái)站的地震波，包括兩條近斷層地震波TCU054與TCU068，和一條遠(yuǎn)場波ILA0

2、07。兩條近斷層波的斷層距均小于10km，且均含有明顯的速度脈沖，而另一條遠(yuǎn)場波的斷層距大于100km。為了考察對(duì)比近斷層與遠(yuǎn)場波不同的頻譜特性，將該三條波按8度罕遇地震PGA=400gal進(jìn)行調(diào)幅，并且對(duì)調(diào)幅后的三條波進(jìn)行反應(yīng)譜以及幅值譜分析，分析結(jié)果表明：近斷層地震動(dòng)的低頻分量豐富，對(duì)中長周期結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，而遠(yuǎn)場波中高頻分量豐富對(duì)短周期結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的破壞。
　　2.利用ANSYS建立二維考慮土-結(jié)相互作用的普通基礎(chǔ)隔震框架

3、結(jié)構(gòu)有限元模型，輸入上面所述的三條地震波，分別對(duì)硬土、軟土、特軟土場地上 SSI隔震與 SSI非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，分析結(jié)果表明：近斷層與遠(yuǎn)場地震動(dòng)作用下隔震支座均發(fā)揮了一定的減震效果，但近斷層地震動(dòng)作用下的減震效果不如遠(yuǎn)場地震地震作用下好，且近斷層地震動(dòng)作用下 SSI隔震結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)地震響應(yīng)均比遠(yuǎn)場地震作用下大。另外，遠(yuǎn)場地震動(dòng)作用下隔震結(jié)構(gòu)的地震輸入能小于非隔震結(jié)構(gòu)，而近斷層地震動(dòng)作用下卻是非隔震結(jié)構(gòu)大于隔震結(jié)構(gòu)。
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4、.利用ANSYS建立二維考慮土-結(jié)相互作用的山區(qū)多層接地基礎(chǔ)隔震與層間隔震框架結(jié)構(gòu)有限元模型，并輸入前面所述的三條集集地震波，分別對(duì)硬土、軟土、特軟土場地上多層接地SSI基礎(chǔ)隔震、SSI層間隔震以及SSI非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，分析結(jié)果表明：近斷層與遠(yuǎn)場波作用下，陡坎上方樓層兩種隔震形式均發(fā)揮了一定的減震效果，且基礎(chǔ)隔震的減震效果優(yōu)于層間隔震，但陡砍下方樓層的減震效果因土體剛度而異；另外土層剛度對(duì)多層接地 SSI非隔震結(jié)構(gòu)的影響較大

5、，而對(duì)兩種隔震結(jié)構(gòu)的影響較小，隔震支座削弱了土體剛度的影響；近斷層地震動(dòng)作用下兩種隔震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)均大于遠(yuǎn)場地震動(dòng)，遠(yuǎn)場地震動(dòng)作用下兩種隔震形式的隔震支座的減震效果都比近斷層地震動(dòng)作用下好。
　　4．通過篩選來自臺(tái)灣集集地震的不同特性的近斷層地震波，并對(duì)不同特性的近斷層波進(jìn)行頻譜分析，分別考察上盤效應(yīng)、脈沖效應(yīng)、向前方向效應(yīng)、滑沖切效應(yīng)以及豎向加速度效應(yīng)對(duì)山區(qū)多層接地 SSI基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響，分析結(jié)果表明：未調(diào)幅的上盤