復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的分析與軟件實現(xiàn).pdf

1、隨著隔震技術(shù)的廣泛應(yīng)用，建筑功能和造型要求的不斷提高，隔震結(jié)構(gòu)的形式越來越趨于復(fù)雜，如結(jié)構(gòu)體型不規(guī)則、大底盤多塔樓、超長結(jié)構(gòu)或隔震層不設(shè)置在基礎(chǔ)頂部等，但目前我國的抗震規(guī)范僅針對采用抗震措施的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系給出限值，而復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的判定條件尚不明確，復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的減震效果還需要進一步驗證，因此，本文針對工程中常見的幾種復(fù)雜隔震體系，如平面不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)、豎向不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)、大底盤多塔樓隔震結(jié)構(gòu)、獨立柱頭隔震結(jié)構(gòu)和超長隔震結(jié)構(gòu)等，進行了以下

2、方面的研究：
　　 (1)將豎向不規(guī)則的隔震結(jié)構(gòu)簡化為層剪切模型，考慮單向地震作用，進行了結(jié)構(gòu)的彈塑性時程分析。用兩個典型的豎向不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)，分別為質(zhì)量分布不規(guī)則和剛度分布不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)實例，分析了層質(zhì)量、層剛度變化對隔震結(jié)構(gòu)的自振周期、基底剪力、層剪力分布模式和減震系數(shù)等參數(shù)的影響，說明了豎向不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)的薄弱層情況，對豎向不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計及分析提出相關(guān)建議。
　　 (2)將平面不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)簡化為單層，通過理

3、論推導(dǎo)，分析了扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的影響因素。再假設(shè)樓蓋為剛性，將平面不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)簡化為串聯(lián)剛片模型，推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)的運動方程并進行時程分析，利用一個典型的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)，分析了扭轉(zhuǎn)不規(guī)則對減震效果的影響，比較了上部結(jié)構(gòu)的剛度偏心、隔震層偏心率和隔震層剛度對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，給出了扭轉(zhuǎn)不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)的判定條件。
　　 (3)將大底盤多塔樓隔震結(jié)構(gòu)簡化為串并聯(lián)剛片模型，對結(jié)構(gòu)進行了平扭擺耦聯(lián)振動分析，通過振型分析發(fā)現(xiàn)，具有對稱雙塔的大底盤

4、多塔樓隔震結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)對稱，可將模型簡化為直接簡化為單塔結(jié)構(gòu)分析即可，接著針對不對稱大底盤多塔樓隔震結(jié)構(gòu)，分別進行了豎向地震作用下、雙向水平地震作用下和三向地震作用下的振動分析，利用一個典型的大底盤多塔樓隔震結(jié)構(gòu)實例，分析了底盤高度，塔樓質(zhì)量分布，塔樓剛度分布對隔震效果和隔震支座受力的影響，給出了大底盤多塔樓隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議。
　　 (4)針對獨立柱頭隔震結(jié)構(gòu)，考慮隔震支座水平位移產(chǎn)生的P-△效應(yīng)，分別對獨立柱與支座的局部體

5、系和整個隔震體系進行穩(wěn)定性分析。對獨立柱與隔震支座的局部體系建立平衡方程，推導(dǎo)出靜載下支座水平位移與水平荷載之間的關(guān)系，并建立對獨立柱與隔震支座串聯(lián)體系的失穩(wěn)條件，得到給定體系、給定豎向力作用下的極限水平荷載。同時，對獨立柱頭隔震結(jié)構(gòu)進行了整體動力穩(wěn)定性分析，建立結(jié)構(gòu)失穩(wěn)準則，并利用一個典型的帶地下室的隔震結(jié)構(gòu)實例，討論了地震作用、上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載和地下室柱剛度對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。
　　 (5)針對超長隔震結(jié)構(gòu)在溫度和收縮效應(yīng)

6、下的變形問題，本文實際測試了一個94.2m的隔震結(jié)構(gòu)在溫度和收縮作用下隔震支座的變形，發(fā)現(xiàn)該工程在施工期間，端支座變形過大。利用理論計算，討論了上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架的隔震結(jié)構(gòu)在溫度和收縮作用下的內(nèi)力和變形，得到了隔震支座、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的基本規(guī)律。將建筑物按熱工設(shè)計區(qū)域分類，給出不同地區(qū)的混凝土隔震結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距，并按照建筑物使用時的采暖情況，給出了施工期間隔震結(jié)構(gòu)的后澆帶間距，用于指導(dǎo)超長隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工。
　　

7、 (6)在汶川地震后，對幾個已建隔震工程進行調(diào)查，觀察了建筑物各部位的裂縫及破壞情況，并與附近不隔震結(jié)構(gòu)的破壞情況進行對比。再對一個實際復(fù)雜隔震工程進行全壽命費用分析，并與不隔震時該結(jié)構(gòu)的全壽命費用進行對比，由此評估了復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能。最后，討論了不同結(jié)構(gòu)功能、不同使用年限對復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的全壽命費用影響，為復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的工程決策提供了一定的參考。
　　 (7)由于Matlab程序不能脫離Matlab環(huán)境單獨運行，采用Mat