砌块砌体结构房屋基础摩擦阻尼隔震研究

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本文针对一种新型墙材结构—多层砌块砌体结构房屋进行抗震及高阻尼摩擦隔震研究,该结构采用混凝土小型空心砌块砌体,进行了抗震分析,并采用摩擦阻尼进行隔震研究,以提高结构减震防灾能力。为省基金项目(20051053)及市城建项目(200534)研究内容。首先分析了砌体结构隔震技术的研究应用现状,介绍了隔震原理及抗震分析方法。研究层间墙体的水平地震剪力分配时,文中以某六层砌体住宅楼为例,采用有限元方法进行了墙段剪力分配计算分析,并与规范规定的简化计算方法结果进行了对比。研究表明,简化法的计算结果在某些情况下误差较大,特别是上部楼层较下部楼层墙体的计算误差更大,因此,下文分析中采用有限元法计算地震内力。为研究砌块结构现状,按8度设防烈度,对六层砌块砌体结构进行了抗震分析。文中以理工大六层砌块砌体宿舍楼为例,采用有限元方法进行了摩擦阻尼的橡胶隔震结构的地震反应时程分析,并与上述未隔震结构进行了墙体受剪承载力分析。在分析中,对于摩擦滑移支座,采用了ANSYS软件中的点面接触方法,利用接触单元Contac49模拟摩擦涓’移支座,充分利用了接触单元能较好地模拟摩擦的优点。对于叠层橡胶隔震支座,其水平恢复力采用双线性强化模型,竖向力采用线弹性模型,因此橡胶支座通过采用两种单元组合来模拟,水平方向采用弹塑性单元Combin40,竖向采用Combin14单元。研究表明,采用摩擦阻尼的橡胶隔震时,层间剪力、层间位移和最大加速度均有大幅减小,罕遇地震下的隔震层残余位移也减小,减震性能优良。多遇地震下六层隔震结构与未隔震结构层间剪力最大比值小于50%,水平向减震系数不大于0.71。隔震结构的技术经济性,是影响推广使用的重要因素。为此,本文以采用摩擦阻尼的橡胶隔震的六层砌块砌体结构和未隔震结构为基础,进行了经济比较。结果表明,采用摩擦阻尼的橡胶隔震的砌块砌体结构,比未隔震结构费用有所增加,但抗震性能大大改善。在前述研究基础上,对8度七层砌块砌体结构进行抗震、隔震分析,研究表明,8度七层砌块砌体隔震结构与未隔震结构相比,层间剪力、楼层层间位移均有减小,加速度1~3层较未隔震结构大,4层基本接近,5层以上开始减小。未隔震时部分墙体抗震承载力不能满足要求,隔震后墙体抗震承载力能满足要求。
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