高静低动刚度型三维隔震系统的力学性能和地震响应研究

发布时间：2021-04-01 13:47

　　文章提出一种具有高静低动刚度特性（High-Static-Low-Dynamic Stiffness, HSLD）的新型三维隔震系统,由能提供正刚度并具有较大承载能力的斜置橡胶支座和提供负刚度的负刚度装置构成,静载阶段主要由斜置支座提供较大刚度以控制静位移,动载阶段由正负刚度装置联合实现较小隔震刚度减小加速度响应,克服了传统三维隔震支座低隔震刚度与高承载能力的矛盾。进一步对斜置橡胶支座和负刚度装置进行变形分析,得到正负刚度装置力学模型和参数关系,并开展斜置橡胶支座和负刚度装置的静力试验,建立斜置橡胶支座和负刚度装置的理论力学模型。将所提出的HSLD隔震系统应用于建筑结构,通过分析不同水准地震下的结构动力响应,发现HSLD隔震系统适应不同水准抗震性能设计需求,整体结构的静载位移和地震响应均可得到有效控制。 

【文章来源】：土木工程学报. 2020,53(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

负刚度装置构造、受力变形及本构模型示意图

通过斜置支座和负刚度装置的性能参数匹配设计可得到图3所示的力学性能。斜置支座在其变形范围内提供稳定的线性正刚度,负刚度装置的力学性能包括负刚度段和正刚度段,因而HSLD系统的力学性能也分为准零刚度段和大刚度限位段。从自由状态到结构自重平衡状态的等效刚度较大,隔震层的静载位移较小,呈现出较大的静载刚度;在地震作用下隔震层在平衡位置左右范围内运动等效刚度较小,则呈现出较低的动载刚度。2 HSLD隔震系统静力试验

在进行HSLD隔震系统的设计时,首先应基于结构响应目标确定自振周期和屈重比,并计算得到动载刚度;随后通过支座的承载和刚度需求,完成斜置橡胶支座初选;基于斜置橡胶支座的静载变形目标,得到隔震层静载刚度,设计负刚度装置。完成隔震层设计后进行地震响应试算,若不满足性能指标再进行调整,隔震层设计流程如图7所示。HSLD隔震系统的动位移控制需要综合考虑静载平衡区域dS、准零刚度隔震区域dI和限位区域dL。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]连续桥梁三向隔震体系地震反应分析[D]. 贾俊峰.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3113438