基于擬力法的基礎(chǔ)隔震鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能和易損性分析.pdf_第1頁(yè)
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1、與傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)不同,基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)通過(guò)隔震層隔離和吸收地震能量,大大降低地震對(duì)上部結(jié)構(gòu)的作用,有效地減少了人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí),通常將上部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為線彈性模型,但研究表明大震作用下上部結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)入塑性,所以,考慮上部結(jié)構(gòu)的非線性是必要的。擬力法為變位移的非線性分析方法,計(jì)算過(guò)程中剛度矩陣保持不變,在提高計(jì)算效率的同時(shí),保證了穩(wěn)定性。將擬力法應(yīng)用到隔震結(jié)構(gòu)中,一方面,運(yùn)算中使用不變的初始剛度矩陣,計(jì)算效率高;另一

2、方面,從構(gòu)件層面對(duì)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量分析,可以得出在地震作用下隔震結(jié)構(gòu)的隔震支座和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耗能情況。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴同時(shí)考慮橡膠隔震支座彎曲和剪切的影響,建立基于擬力法的隔震結(jié)構(gòu)宏觀構(gòu)件計(jì)算模型和基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的擬力法能量方程,對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力非線性分析和能量分析,由隔震支座和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性耗能計(jì)算結(jié)果可知,罕遇地震作用時(shí)上部結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)入塑性;數(shù)值算例分析證明了擬力法應(yīng)用于隔震結(jié)構(gòu)的有效性,并進(jìn)一步驗(yàn)證了隔震

3、結(jié)構(gòu)的隔震效果。⑵根據(jù)擬力法的基本理論進(jìn)行基于性能的隔震鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選取隔震層位移和上部結(jié)構(gòu)層間位移角兩種性能指標(biāo),給出基于性能的隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程。通過(guò)數(shù)值算例分析了性能指標(biāo)選取的合理性,為隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一種新思路和新方法。⑶根據(jù)隔震結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立基于變形和隔震層塑性耗能的損傷指標(biāo),定義隔震結(jié)構(gòu)的四個(gè)損傷性能狀態(tài),對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于性能的易損性分析。首先基于擬力法對(duì)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性動(dòng)力分析,得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的位移響

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