砂墊層-基礎滑移復合隔震村鎮(zhèn)建筑抗震性能研究.pdf

1、論文針對我國北方大部分地區(qū)處于高烈度寒區(qū)（地震烈度高、氣候寒冷），低層村鎮(zhèn)建筑面臨地震和地基凍脹的雙重危害，因地制宜地提出一種由基底砂墊層與基礎滑移隔震層組成的砂墊層—基礎滑移復合隔震體系，該體系在隔震的同時也可消除地基凍脹對低層村鎮(zhèn)建筑的不利影響，本文圍繞砂墊層—基礎滑移復合隔震村鎮(zhèn)建筑的抗震性能開展研究，主要工作及結論有：
　?、龠m于高烈度寒區(qū)村鎮(zhèn)建筑的砂墊層—基礎滑移復合隔震體系研發(fā)
　　提出由基底砂墊層和基礎滑移隔震

2、層相結合的新型復合隔震體系，并通過反應譜理論分析了該體系的隔震機理。復合隔震體系在實現(xiàn)消能減震的同時，通過基礎圈梁和基底墊層消除地基凍脹對低層村鎮(zhèn)建筑的不利影響。
　?、谏皦|層—基礎滑移復合隔震體系相關部件的材性研究
　　對構成復合隔震體系的基礎滑移隔震層和基底砂墊層等相關隔震部件的材料性能及構造進行了研究，包括完成了基礎滑移隔震層的配方在不同烈度需求下的開裂啟滑條件及滑移性能研究，基礎滑移隔震層的限位裝置捆綁橡膠束的抗剪強

3、度及變形能力研究，并探討了基底砂墊層的材料組成及施工工藝。
　　③不同基礎滑移隔震層構造的隔震墻體抗震性能試驗研究
　　進行了滑石粉改性砂漿滑移隔震墻體、鋼珠—改性砂漿滑移隔震墻體、干鋪石墨粉滑移隔震墻體等3種隔震構造墻體與普通墻體的低周反復加載對比試驗研究，從破壞現(xiàn)象、滯回耗能能力、剛度退化等角度進行了對比分析。研究表明隔震墻體具有良好的滑移耗能能力，設置低摩擦系數(shù)的滑移隔震層改變了墻體的受力破壞機制，隔震墻體在試驗過程中

4、始終處于彈性階段，上部剛度幾乎沒有退化，即通過水平滑動和橡膠束的限位作用有效保護了上部結構免于破壞。3種配方中的滑移能力依次為石墨粉滑移層、鋼珠改性砂漿滑移層、滑石粉改性砂漿層。
　　④隔震結構與普通結構模型振動臺對比試驗研究
　　進行了1/4縮尺模型對比振動臺試驗，包括4棟2層的砌體結構房屋，分別為復合隔震結構砌體房屋、基礎滑移隔震結構砌體房屋、基底砂墊層隔震結構砌體房屋，以及普通抗震結構砌體房屋。對比考察了上述四種結構在

5、不同地震輸入水平下的動力特性、地震反應特征，以及破壞特點。研究表明，未設置構造柱的普通抗震結構抗震性能較差，設置隔震措施的結構抗震性能較好，其中采用復合隔震體系的結構由于基底砂墊層和基礎滑移層的聯(lián)合工作，其抗震性能最優(yōu)。
　?、萆皦|層—基礎滑移復合隔震結構房屋數(shù)值分析
　　采用ABAQUS軟件對包括普通砌體結構、基礎滑移隔震結構、砂墊層隔震結構、復合隔震結構等四種模型進行了不同地震強度輸入下的彈塑性時程分析，分析了四種結構動

6、力反應特征的差異，明確了砂墊層—基礎滑移復合隔震體系的隔震機理，以及不同烈度區(qū)合理的滑移層摩擦系數(shù)取值范圍。
　　⑥砂墊層—基礎滑移復合隔震村鎮(zhèn)建筑技術要點建議
　　基于本文所開展的隔震部件材性試驗、滑移隔震墻體低周反復加載試驗、1/4縮尺模型結構振動臺試驗，以及理論分析和數(shù)值模擬研究成果，綜合考慮現(xiàn)行國家規(guī)范標準對隔震房屋的相關設計及構造要求，以及對基底換填墊層的要求，初步提出砂墊層—基礎滑移復合隔震村鎮(zhèn)建筑的設計與施工建

7、議，為工程應用提供依據(jù)。
　　本文取得的創(chuàng)新點為：
　?、偬岢鲇苫咨皦|層和基礎滑移隔震層串聯(lián)組成的復合隔震體系，建立了簡化三質(zhì)點動力分析模型，得到了體系的減震機理。在消能減震的同時，通過基底砂墊層置換凍土和設置基礎圈梁消除地基凍脹對低層村鎮(zhèn)建筑的危害。
　?、谔岢隽说蜆颂柣鄹男陨皾{、鋼珠—改性砂漿、干鋪石墨粉外圍勾縫等3種基礎滑移隔震層的材料組成，通過材性試驗和低周反復加載試驗研究了3種滑移隔震墻體的抗震性能，針