基于隔震BENCHMARK模型的分离式隔震装置的地震响应研究

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隔震技术已经广泛应用于各种结构的地震防护之中。主流的隔震技术都是针对远场地震等较常规地震设计,对于周期较大的结构,无法继续增大结构周期来提升隔震效果,故需要增大隔震层阻尼,通过隔震层消耗更多的地震能量,从而获得更好的隔震效果。本文将课题组创新研发的高承载力(GRB)支座和高阻尼粘弹性材料并联,形成一种新的分离式隔震装置。采用分离式隔震支座可以较好的解决传统隔震支座的问题,分离式隔震支座既能满足较大的竖向承载力,通过摩擦滑移体系和高阻尼材料的结合,还可以获得较好的隔震层阻尼,同时也能增大结构的周期,取得很好的隔震效果。本文首先进行分离式隔震装置的试验,然后依据试验结果进行数值分析,两种方法相结合对其进行研究。论文首先介绍了分离式隔震装置的构造设计和工作原理,并建立相对应的力学模型,通过对分离式隔震装置的试验研究,研究支座的反复加载次数相关性、高承载力支座的摩擦性能以及加载频率相关性等性能,从而对比支座的力学模型,验证该隔震装置设计的准确性,为后文的一系列分析提供相关参数。然后在研究了分离式隔震装置实验的基础上进行有限元分析,采用ETABS软件建立隔震BENCHMARK模型,进行传统支座的选型和布置,根据分离式支座的力学模型及试验获取相关参数,在软件中模拟出分离式隔震装置。对结构进行动力特征分析,验证模型的准确性。选好地震波后对结构进行时程分析,对传统橡胶隔震方案、分离式隔震装置方案和加入高阻尼材料的分离式隔震方案分别在设防地震和和罕遇地震下分析比较,参考指标为层间剪力和层间位移角,同时也进行远场地震和近断层地震两种地震作用下的结构响应对比,进一步探究分离式隔震装置的性能。
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