高层建筑组合隔震体系的减震性能研究

发布时间：2019-08-01 10:17

【摘要】：基础固定结构通过构件自身的塑性变形来消耗地震能量,而基础隔震结构则是利用隔震层的耗能装置来实现这一目的。因此基础隔震的设计理念受到越来越多的关注,隔震技术的理论研究和工程实践都取得了迅速发展。本文以高层规则和不规则框架结构为研究对象,利用有限元软件SAP2000对基础固定、铅芯橡胶隔震以及组合隔震三种结构体系进行模态分析和非线性时程分析,探讨高层建筑采用组合隔震体系的隔震效果,主要结论如下:(1)模态分析表明,设置隔震层后,铅芯橡胶隔震和组合隔震结构的自振周期分别延长了1.61倍及1.71倍以上,使场地卓越周期与结构振动周期相差较大,降低了发生共振的可能性。分析振型数据可知,隔震结构的上部结构几乎是水平整体移动,在隔震层有位移突变,各楼层之间的相对位移很小,而基础固定结构由于上部结构和基础刚接,所以各楼层之间的相对位移较大,呈现出剪切变形的形状。(2)高层规则框架结构在多遇和罕遇地震作用下的非线性时程分析表明,与基础固定结构相比,隔震结构的顶层加速度峰值、上部结构各层的层间位移和层间剪力均明显减小,其中组合隔震体系效果最为明显。这说明隔震支座有滤波的作用,使地震波中的部分频谱成分不能传递到上部结构,大大降低了上部结构在地震下的动力响应。通过增加中柱处普通橡胶隔震支座数量、减小摩擦滑移支座的摩擦系数、减小屈服剪力系数以及增大结构阻尼比,可以减小组合隔震结构的层间剪力,从而进一步增强隔震效果,减少地震灾害。(3)高层不规则框架结构在多遇和罕遇地震作用下的非线性时程分析表明,基础固定结构、铅芯橡胶隔震和组合隔震结构体系的周期比分别为0.88,0.84和0.81,位移比均小于1.2,可以满足规范要求。与基础固定结构相比,隔震结构的层间剪力和层间位移角明显减小,其中组合隔震体系效果最为理想,可知组合隔震体系对高层不规则框架结构也具有很好的减震效果。
【图文】：

第二章 基础隔震结构的原理及动力方程-9-图 2.1 天然夹层橡胶支座示意图2.1.3.2 铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座由橡胶板和薄钢板交互重叠经热硫化而成，上下为厚连接钢板中间竖直地灌入铅芯，利用橡胶部分承重，利用铅芯部分在地震中的弹塑性性能达到耗散地震能量，减小地震震害效果。铅充当阻尼，还能提高竖向承载力，降低地震作用和减小隔震层位移。由于叠成橡胶能对铅棒的四周形成很强约束力，相比单纯的叠成橡胶支座，其阻尼性能有很大的提高，提升了其耗能能力。由于其施工安装方便、隔震性能强，，在工程上广泛使用。目前使用较多的多层橡胶支座为铅芯多层橡胶支座，它是一种隔震支座?

图 2.1 天然夹层橡胶支座示意图支座由橡胶板和薄钢板交互重叠经热硫化而成，上下为厚连接，利用橡胶部分承重，利用铅芯部分在地震中的弹塑性性小地震震害效果。铅充当阻尼，还能提高竖向承载力，降位移。由于叠成橡胶能对铅棒的四周形成很强约束力，相其阻尼性能有很大的提高，提升了其耗能能力。由于其施，在工程上广泛使用。目前使用较多的多层橡胶支座为铅种隔震支座和减震器的复核装置。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU973.31

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王维;李爱群;;最小地震剪力系数对隔震结构抗震性能的影响[J];建筑结构学报;2017年01期

2 高恺;万赞;陈腾飞;;基于层间扭转角的高层建筑扭转分析[J];建材世界;2016年03期

3 卢德辉;张超;周云;冯启浩;;高层建筑隔震分析中作用效应组合方式探讨[J];建筑结构;2016年01期

4 荣强;吴东;;近断层地震动运动特征对组合隔震体系减震性能的影响[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2015年03期

5 朱宏平;周方圆;袁涌;;建筑隔震结构研究进展与分析[J];工程力学;2014年03期

6 刘阳;刘文光;何文福;杨巧荣;;高层隔震结构双质点模型的地震响应单纯质点法研究[J];振动与冲击;2013年01期

7 刘彦辉;杜永峰;周福霖;谭平;闫维明;;高层剪力墙复合基础隔震结构地震响应分析[J];工程力学;2011年07期

8 杜东升;王曙光;刘伟庆;孙臻;;高层建筑组合隔震的设计方法及应用[J];东南大学学报(自然科学版);2010年05期

9 荣强;;并联隔震体系隔震层的初步设计探讨[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2010年02期

10 金建敏;黄襄云;庄学真;沈朝勇;;隔震设计中铅芯橡胶支座(LRB)屈服前刚度取值的研究[J];广州大学学报(自然科学版);2006年04期

相关博士学位论文 前1条

1 熊世树;三维基础隔震系统的理论与试验研究[D];华中科技大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 齐毅男;考虑极罕遇地震作用的高层隔震结构性能研究[D];广州大学;2016年

2 张瑞君;基础隔震框架结构的抗震性能分析[D];太原理工大学;2016年

3 酒明会;平面不规则隔震结构的弹塑性时程分析[D];云南大学;2015年

4 孙珊珊;基础组合隔震的框架结构抗震性能分析[D];重庆大学;2015年

5 姚超强;基础隔震结构输入地震动研究及隔震性能分析[D];重庆大学;2014年

6 余岳;某L型高层框剪结构抗震性能分析[D];广西大学;2013年

7 徐丽佳;采用基础隔震装置的钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析[D];西南交通大学;2013年

8 马予骁;摩擦滑移隔震模型结构设计与有限元分析[D];西安建筑科技大学;2013年

9 田浩;某平面L形不规则框架结构的抗震性能研究[D];安徽建筑大学;2013年

10 郑猛;组合基础隔震的偏心结构地震反应分析[D];重庆大学;2012年

本文编号：2521685