隔震结构体系是区别于传统抗震结构体系的一种被动控制体系,通过设置隔震层来吸收并消耗地震能量,减小结构的地震反应,确保结构的安全。隔震结构体系改变了传统抗震结构体系的耗能原理,即通过隔震层的耗能装置、而不是结构和结构构件来吸收并消耗地震能量,这种优越的耗能特性是传统抗震结构体系所不能够实现的。经过近三十年的研究,隔震技术在应用基础理论和工程应用等方面取得了较大的研究成果,世界上己经有近二十个国家和地区兴建了隔震建筑。1994年Northridge和1995年神户发生的大地震强震观测记录表明,这种隔震结构体系是有效的减轻地震灾害的新型结构体系之一。 本文以框架结构作为研究对象,探讨采用基底隔震技术后的减震效果及其地震反应的特点。为此,借助有限元分析软件ANSYS对结构进行非线性动力时程分析。计算中对框架结构采用空间杆系模型,对隔震装置采用双线性弹簧模拟。文中以一幢五层框架结构为算例,分别考虑不隔震(传统抗震方案)、以夹层橡胶支座Ⅰ作为隔震装置的基础隔震和以夹层橡胶支座Ⅱ作为隔震装置的基础隔震三种方案,对其由地面输入El-centro波,进行了大量的计算分析比较,得出了一些有益的结论。 论文对三种方案的抗震效果进行了比较。研究表明:框架结构采用橡胶垫隔震支座时具有明显的隔震效果,它能大大减轻结构的水平地震作用。而且隔震结构的基底剪力、层间位移、各层加速度都远远小于不隔震结构的计算结果。同时,由于上部结构地震作用的减弱,结构本身的抗震措施可以大大减少,从而达到降低造价和改善房屋使用功能的目的。 由于隔震结构的某些特殊性以及目前研究还不完善,进行优化设计是必要的,本文对优化设计的内容和方法做了研究。同时,根据隔震结构受力、变形特点,给出了增加隔震装置后细部结构的设计。