考慮支座非載荷初始位移的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、基礎(chǔ)隔震技術(shù)因其良好的減震效果在業(yè)界得到了廣泛認(rèn)可，因此被用作有效保護(hù)措施來達(dá)到保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)施、減輕地震的破壞作用的目的。隨著隔震技術(shù)、理論和試驗(yàn)分析手段的提高，超長隔震結(jié)構(gòu)也日益多見。超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)多采用大底板多塔樓形式，由于結(jié)構(gòu)平面尺寸超長，溫度及混凝土收縮會(huì)引起較大應(yīng)力從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂甚至影響結(jié)構(gòu)正常使用。但是，隔震結(jié)構(gòu)正是利用隔震層的剛度相對(duì)較小而起到隔震效果，當(dāng)支座的剛度相對(duì)較柔時(shí)，溫度應(yīng)力和混凝土收縮會(huì)使隔震支座

2、在水平方向產(chǎn)生相對(duì)變形;當(dāng)隔震支座產(chǎn)生非載荷變形后，其在正式進(jìn)入正常使用階段時(shí)就已有了小量偏心，這種偏心是否會(huì)影響平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的減隔震效果及抗震性能則需要進(jìn)一步考慮和研究。由于目前關(guān)于隔震支座在已有非載荷變形后，隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能是否會(huì)受到很大影響及在遭遇強(qiáng)震時(shí)是否容易倒塌還缺乏豐富詳細(xì)的研究，因此需要對(duì)平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在考慮支座非載荷變形后的各項(xiàng)性能進(jìn)行分析研究。
　　本文采用意大利有限元

3、軟件SeismoStruct對(duì)一平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析，并且對(duì)考慮隔震支座非載荷變形的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行增量動(dòng)力分析(IDA)方法，以這兩種分析為基礎(chǔ)，對(duì)考慮隔震支座初始位移對(duì)超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響以及該超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力展開了以下幾個(gè)方面的分析研究工作:
　　(1)分析對(duì)比超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)分別在近斷層脈沖、近斷層非脈沖和遠(yuǎn)場(chǎng)地震波等不同地震激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng)，探討隔震結(jié)

4、構(gòu)在不同地震作用下與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比的減隔震效果。分析結(jié)果表明，在不同強(qiáng)度等級(jí)的不同地震作用下，平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)依然能夠表現(xiàn)出良好的抗震性能，與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比，隔震結(jié)構(gòu)能夠大大減小結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。
　　(2)對(duì)平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)考慮不同地震動(dòng)作用的影響，對(duì)比分析超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)分別在近斷層脈沖、近斷層非脈沖和遠(yuǎn)場(chǎng)地震波等不同地震激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng)，探討不同地震動(dòng)激勵(lì)對(duì)平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響

5、。分析結(jié)果表明，超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖地震作用下的響應(yīng)更為明顯，這與地震動(dòng)參數(shù)有關(guān)，峰值加速度、峰值速度越大，地震動(dòng)輸入能量越高，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)越明顯;中間塔的動(dòng)力響應(yīng)在不同地震作用下均小于左、右兩個(gè)小塔;輸入能量較大的地震動(dòng)能夠激發(fā)較大的上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)，而譜位移較大的地震動(dòng)記錄卻對(duì)隔震支座水平位移產(chǎn)生較大影響，PGV/PGA越大，近斷層地震動(dòng)脈沖效應(yīng)越顯著，隔震支座水平位移響應(yīng)則越明顯。
　　(3)考慮隔震支座已產(chǎn)生的初始位

6、移，分析對(duì)比隔震支座不同的初始位移對(duì)平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng)，探討該非理想隔震結(jié)構(gòu)分別遭遇8度和9度罕遇地震時(shí)其抗震性能表現(xiàn)。分析結(jié)果表明，隔震支座初始位移的確會(huì)影響到隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)，不同位置的結(jié)構(gòu)響應(yīng)也不同;隔震支座的初始位移，會(huì)增大與隔震支座相鄰的幾層的隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)。
　　(4)根據(jù)實(shí)際工程，采用增量動(dòng)力方法對(duì)一隔震支座已產(chǎn)生初始位移的隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性動(dòng)力時(shí)程分析，得到結(jié)構(gòu)

7、的IDA曲線，利用IDA曲線進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震性能分析;在既得IDA曲線基礎(chǔ)上，得到地震易損性曲線，對(duì)該非理想超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震易損性分析，對(duì)隔震支座已產(chǎn)生初始位移的隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估。分析結(jié)果表明:在同一PGA下，中間塔的上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)整體比左、右兩塔的響應(yīng)小;隔震支座的型號(hào)不同，其IDA曲線也相差很多，但曲線總體依然呈單調(diào)遞增的趨勢(shì);隔震支座有20mm初始位移和無初始位移時(shí)，無論是左塔、中間塔還是右塔，地震動(dòng)作用下的IDA曲線在

8、彈性階段分布較集中，在非線性階段離散性很大;不同型號(hào)的支座在地震作用下的IDA曲線越延伸，分布越發(fā)散。支座直徑最小的型號(hào)為GZY500的隔震支座IDA曲線對(duì)應(yīng)的損傷值最大。在近斷層地震作用下，特別是在脈沖型地震作用下，上部結(jié)構(gòu)和隔震支座的損傷指標(biāo)更大;根據(jù)IDA曲線進(jìn)行地震易損性分析，其分析結(jié)果表明，當(dāng)隔震支座有初始位移時(shí)，與無初始位移時(shí)相比，超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在遭遇8度和9度罕遇地震時(shí)依然具有一定的抗震設(shè)防能力，隔震支座依然具有一定的抗