隔震体系对高层框架结构的影响研究

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随着世界人口的不断增加及人们对居住环境的不断改善,高层建筑是现在主要的结构形式。同时现在有越来越多的国家都相继建出了世界第一高的建筑,这可以看出人们对高层的认可。但近几年频繁发生的地震引起了人们的关注,地震过后建筑的损坏、人员的伤亡、财产的流失都是不愿意被看到的,如何能减小地震对高层建筑的破坏就成为一个热门话题。隔震从诸多的解决办法中脱颖而出,不仅因为它能有效的降低上部结构的地震作用,而且他还有良好的经济性,使部分建筑在地震过后仅通过更换隔震支座就能继续使用。本文针对基础隔震在高层中的应用,首先介绍了隔震结构的发展历史及其特征,然后介绍了隔震结构常采用的支座——叠层橡胶支座的结构和特征,并通过简单叙述了其竖向刚度、水平刚度及屈曲荷载的理论公式。最后,通过有限元分析软件SAP2000分别建立10层31m至14层43m的隔震和抗震模型,并对其进行非线性时程分析,进而对它们的自振周期、结构层间位移、楼层加速度及层间剪力作了相应的对比分析。得出地震作用下高层隔震的隔震效果,及这种效果随高度变化的特性。经过本文研究结果表明:在同一高度下,隔震支座能大大增加结构的自振周期,从而避开地震卓越周期,减小上部结构的地震作用,降低结构的扭转。同时当楼层总高度逐渐增加时,隔震结构的地震反应在不同地震波的作用下是不同的,但在一定地震波作用下还是存在着规律。这主要是地震的卓越周期的影响超过了楼层总高度增加对结构地震反应的影响。由此可以看出,在进行高层隔震结构地震分析设计时,要认真选取作用在结构上的地震波,应根据抗震规范的规定至少选取三种地震波,并对他们的结果进行统一总结分析。
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