近断层激励下子结构组合隔震的巨-子结构试验
发布时间：2021-06-07 04:17
为解决受限于隔震支座的抗拉能力和结构高宽比限值、隔震技术很少应用在超高层建筑的问题,在新型巨-子结构体系的子结构底部设置由铅芯橡胶隔震支座和弹性滑移支座组成的组合隔震层,设计制作了一个有3个巨型结构层的巨-子结构模型,对其进行了近断层地震动及远场地震动作用下的振动台试验,研究了组合隔震层对主结构和子结构振动的减震效果和近场地震对其影响.研究结果表明,子结构底部设置组合隔震层,对主结构来说相当于调谐质量阻尼器,其对主结构的地震响应具有较好的调谐减震作用;对子结构来说相当于基底隔震,其对子结构的地震响应具有显著的隔震效果.由于脉冲效应,近断层地震动作用下主结构和子结构的地震响应都要大于相同场地的远场地震动.
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2017,44(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２传感器布置图Ｆｉｇ．２Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓ
式以及减震机理不同于基础隔震，设置组合隔震层未显著延长结构的基本周期，也说明了试验并未对结构造成损伤或者破坏．图２传感器布置图Ｆｉｇ．２Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓ２主结构地震响应２．１主结构位移响应主结构作为主要的抗侧力体系，其地震响应大小关系结构整体安全性．７度（０．１５ｇ）罕遇地震作用下，抗震结构和组合隔震结构的主结构各层位移响应峰值及调谐减震效果如表５所示．限于篇幅，仅给出抗震结构和组合隔震结构的顶层主结构梁位移响应时程曲线，如图３所示．下文中的减震效果或隔震效果定义为：减（隔）震效果＝［（抗震结构地震响应－组合隔震结构地震响应）／抗震结构地震响应］×１００％．由表５和图３可见，在３条不同特性地震动作用下，组合隔震子结构对主结构梁位移响应都具有明显的调谐减震作用，减震效果不低于３０．３０％，最大值达到３９．１４％．Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ作表５主结构梁位移响应及减震效果Ｔａｂ．５Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍａｉｎ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅａｍｓｍｍ楼层结构Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２ＮＣｈｉ－Ｃｈｉ２ＦＣｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ顶层抗震结构９．８３８．１２１２．２３组合隔震结构６．３２５．６６８．０２减震效果／％３５．７１３０．３０３４．４２中间层抗震结构６．５４５．４９７．５３组合隔震结构３．９８３．６６４．８２减震效果／％３９．１４３３．３３３５．９９底层抗震结构４．２２３．５３４．７７组合隔震结构２．６４２．３１３．１４减震效果／
大，抗震结构最多增大２４．４％，组合隔震结构最多增大２６．９％；由于Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ的长周期成分与结构基本周期更接近，使得主结构的位移响应显著增加，但是减震效果并没有受到明显影响；三层主结构梁中，一般中间层主结构梁位移响应的控制效果更好一些．抗震结构和组合隔震结构的各层主结构位移响应从下往上渐增，主结构顶层的位移最大．２．２主结构加速度响应罕遇地震作用下抗震结构和组合隔震结构的主结构各层加速度响应峰值及减震效果如表６所示．图４给出了抗震结构和组合隔震结构的主结构顶层加速度响应时程曲线．由表６和图４可见，在３条不同特性地震动作用下，组合隔震子结构对主结构的加速度响应都具有明显的调谐减震作用，减震效果不低于３５．２３％，最大值达到４０．６１％．由于近断层地震动的脉冲效应，在Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ作用下，主结构的加速度响应比Ⅱ类远场地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｆ大１０％左右．由于Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ的长周期成分与结构基本周期更接近，使得Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ作用下的主结构加速度响应明显比Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ大，一般要大２０％以上，但是减震效果没有受到影响．３个主结构层中，主结构顶层的加速度响应较大且控制效果要好一些，也比顶层位移的减震效果好；中间层的加速度响应较小．表６主结构加速度响应及减震效果Ｔａｂ．６Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍａｉｎ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅａｍｓｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析[J]. 陈昉健,易伟建. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]巨-子结构控制体系的减震机理及性能分析[J]. 谭平,李祥秀,刘良坤,张颖. 土木工程学报. 2014(11)
[3]基于NSGA-Ⅱ的巨-子结构层间隔震体系优化分析[J]. 刘良坤,谭平,李祥秀,张颖,周福霖. 地震工程与工程振动. 2013(06)
[4]近断层地震滑冲效应下风力发电塔动力响应和振动控制试验研究[J]. 陈俊岭,阳荣昌,马人乐. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[5]近断层地震作用下基础隔震结构抗倾覆性能的分析[J]. 杜永峰,徐超,李慧. 兰州理工大学学报. 2012(05)
[6]近场地震作用下考虑P-Δ效应的首层柱顶隔震结构地震反应分析[J]. 马长飞,谭平,张亚辉,周福霖. 振动工程学报. 2012(04)
[7]三维隔震抗倾覆结构振动台试验[J]. 颜学渊,张永山,王焕定,魏陆顺. 工程力学. 2010(05)
[8]高层结构三维基础隔震抗倾覆试验研究[J]. 颜学渊,张永山,王焕定,魏陆顺. 建筑结构学报. 2009(04)
[9]巨-子型有控结构体系在地震激励下的响应控制特性[J]. 张洵安,周湘鄂,何官剑. 沈阳工业大学学报. 2008(02)
[10]巨型框架多功能减振结构的有限元计算方法[J]. 田玉基,蓝宗建,杨庆山. 工程力学. 2004(03)
本文编号：3215841
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2017,44(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２传感器布置图Ｆｉｇ．２Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓ
式以及减震机理不同于基础隔震，设置组合隔震层未显著延长结构的基本周期，也说明了试验并未对结构造成损伤或者破坏．图２传感器布置图Ｆｉｇ．２Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓ２主结构地震响应２．１主结构位移响应主结构作为主要的抗侧力体系，其地震响应大小关系结构整体安全性．７度（０．１５ｇ）罕遇地震作用下，抗震结构和组合隔震结构的主结构各层位移响应峰值及调谐减震效果如表５所示．限于篇幅，仅给出抗震结构和组合隔震结构的顶层主结构梁位移响应时程曲线，如图３所示．下文中的减震效果或隔震效果定义为：减（隔）震效果＝［（抗震结构地震响应－组合隔震结构地震响应）／抗震结构地震响应］×１００％．由表５和图３可见，在３条不同特性地震动作用下，组合隔震子结构对主结构梁位移响应都具有明显的调谐减震作用，减震效果不低于３０．３０％，最大值达到３９．１４％．Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ作表５主结构梁位移响应及减震效果Ｔａｂ．５Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍａｉｎ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅａｍｓｍｍ楼层结构Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２ＮＣｈｉ－Ｃｈｉ２ＦＣｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ顶层抗震结构９．８３８．１２１２．２３组合隔震结构６．３２５．６６８．０２减震效果／％３５．７１３０．３０３４．４２中间层抗震结构６．５４５．４９７．５３组合隔震结构３．９８３．６６４．８２减震效果／％３９．１４３３．３３３５．９９底层抗震结构４．２２３．５３４．７７组合隔震结构２．６４２．３１３．１４减震效果／
大，抗震结构最多增大２４．４％，组合隔震结构最多增大２６．９％；由于Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ的长周期成分与结构基本周期更接近，使得主结构的位移响应显著增加，但是减震效果并没有受到明显影响；三层主结构梁中，一般中间层主结构梁位移响应的控制效果更好一些．抗震结构和组合隔震结构的各层主结构位移响应从下往上渐增，主结构顶层的位移最大．２．２主结构加速度响应罕遇地震作用下抗震结构和组合隔震结构的主结构各层加速度响应峰值及减震效果如表６所示．图４给出了抗震结构和组合隔震结构的主结构顶层加速度响应时程曲线．由表６和图４可见，在３条不同特性地震动作用下，组合隔震子结构对主结构的加速度响应都具有明显的调谐减震作用，减震效果不低于３５．２３％，最大值达到４０．６１％．由于近断层地震动的脉冲效应，在Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ作用下，主结构的加速度响应比Ⅱ类远场地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｆ大１０％左右．由于Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ的长周期成分与结构基本周期更接近，使得Ⅲ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ３Ｎ作用下的主结构加速度响应明显比Ⅱ类近断层地震动Ｃｈｉ－Ｃｈｉ２Ｎ大，一般要大２０％以上，但是减震效果没有受到影响．３个主结构层中，主结构顶层的加速度响应较大且控制效果要好一些，也比顶层位移的减震效果好；中间层的加速度响应较小．表６主结构加速度响应及减震效果Ｔａｂ．６Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍａｉｎ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅａｍｓｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析[J]. 陈昉健,易伟建. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]巨-子结构控制体系的减震机理及性能分析[J]. 谭平,李祥秀,刘良坤,张颖. 土木工程学报. 2014(11)
[3]基于NSGA-Ⅱ的巨-子结构层间隔震体系优化分析[J]. 刘良坤,谭平,李祥秀,张颖,周福霖. 地震工程与工程振动. 2013(06)
[4]近断层地震滑冲效应下风力发电塔动力响应和振动控制试验研究[J]. 陈俊岭,阳荣昌,马人乐. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[5]近断层地震作用下基础隔震结构抗倾覆性能的分析[J]. 杜永峰,徐超,李慧. 兰州理工大学学报. 2012(05)
[6]近场地震作用下考虑P-Δ效应的首层柱顶隔震结构地震反应分析[J]. 马长飞,谭平,张亚辉,周福霖. 振动工程学报. 2012(04)
[7]三维隔震抗倾覆结构振动台试验[J]. 颜学渊,张永山,王焕定,魏陆顺. 工程力学. 2010(05)
[8]高层结构三维基础隔震抗倾覆试验研究[J]. 颜学渊,张永山,王焕定,魏陆顺. 建筑结构学报. 2009(04)
[9]巨-子型有控结构体系在地震激励下的响应控制特性[J]. 张洵安,周湘鄂,何官剑. 沈阳工业大学学报. 2008(02)
[10]巨型框架多功能减振结构的有限元计算方法[J]. 田玉基,蓝宗建,杨庆山. 工程力学. 2004(03)
本文编号：3215841
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