层间隔震结构抗震性能的研究及隔震支座敏感性分析

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层间隔震技术是在基础隔震技术的工程实践应用中发展起来的一种新型隔震结构形式。它是将隔震层设置在建筑物某层柱子和楼板之间以进行结构的地震反应控制。层间隔震也可以看成是基础隔震层向结构上部转移的结果。层间隔震减震体系可根据结构本身的特点,在结构竖向刚度有突变的部位、结构形式有变化的部位设置隔震层,隔震层的位置可以设置在结构的一层顶、中间层、和顶层等。目前的研究工作处于开始阶段,还没有系统的理论和试验研究成果。对大底盘或大平台多塔楼结构,底部一层或几层是大底盘裙房结构,而其上是几栋多层或高层住宅房屋,由于底部面积大,采用基础隔震用到大量的橡胶支座,造成造价的增加,因此不适合在基础设置隔震层,若采用层间隔震技术,在上部的一栋或多栋塔楼与大底盘之间设置隔震层,可同时改善下部大底盘结构的受力状况和上部塔楼的抗震性能,大大降低建筑成本。首先本文介绍了大底盘塔楼结构竖向刚度分布不均匀,在地震作用下会导致破坏的特性,将层间隔震技术应用到这种大底框竖向不规则结构中,在刚度突变处设置隔震层,利用Etabs有限元软件,对结构进行单向和双向地震反应的时程分析,对比分析隔震结构和非隔震结构在剪力,周期,位移等方面的变化情况,评判层间隔震的减震效果。其次评估层间隔震结构重点是在下部结构,要对下部结构进行单独分析就必须将上部结构对下部结构的影响施加到下部结构上,然后对竖向不规则结构的下部结构看做非隔震结构进行Poshover分析,结果表明设置层间隔震后,下部结构仍具有良好的抗震性能。再次验证在近断层场地有脉冲地震波的作用下,层间隔震结构的减震效果,但是隔震层处位移变形较常规地震波变大,因此应做好保护措施。最后对隔震装置性能进行敏感性分析:(1)以隔震支座水平剪切刚度作为优化设计变量,对隔震结构进行了一系列时程分析,表明水平剪切刚度越小隔震效果越好;(2)分别在有阻尼器和无阻尼器时,对隔震支座屈服前刚度不同取值的隔震结构进行时程分析,为层间隔震结构优化设计提供了有效途径和有益参考。
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