多高层隔震结构的隔震层设计研究

发布时间：2020-06-13 02:07

【摘要】：隔震技术可以延长结构的自振周期,减小上部结构的地震反应,发展至今已经被广泛地应用在工程领域,并且在实际地震灾害中表现出了良好的隔震效果。隔震技术日趋完善的同时,隔震结构的隔震层设计仍然没有规范性的指导,隔震层的优化布置、支座的混合使用依然是隔震技术应用研究的热点。本文主要研究了高层基础隔震结构的隔震层设计,以框架、框剪和剪力墙三种基础隔震结构设计为基础,从隔震结构的高宽比、三种隔震结构在地震作用下的抗震性能、框剪结构的隔震层楼板应力、隔震层附设黏滞阻尼器的最优参数四个方面进行了研究分析。主要研究成果如下:1.总结国内外隔震层设计优化方法的研究概况,介绍了隔震结构常用的等效分析模型。在现有隔震结构高宽比限值计算公式的基础上,考虑了隔震支座的拉压异性,并依照规范允许隔震支座出现不超过限值的拉应力,采用简化模型对隔震结构高宽比限值公式进行改进。针对大高宽比高层隔震结构支座易产生拉力的情况,总结了控制隔震支座拉力的常用方法。2.针对高宽比为4的框架、框剪和剪力墙结构进行基础隔震设计,在SAP2000中考虑支座拉压异性建立模型,通过动力时程分析,对比三种不同结构形式隔震前后上部结构的动力响应、隔震效果、隔震支座最大位移以及支座应力分布。结果表明,只有框架隔震结构支座拉应力超限,三种隔震结构上部结构的水平地震作用均可按降低半度进行设计。3.以框剪结构为基础,对比分析分别采用振型分解反应谱法和时程分析法计算隔震结构隔震层楼板与非隔震结构底板的楼板应力分布,以及隔震层楼板的抗震性能,并研究开洞对隔震层楼板应力的影响。结果表明,隔震层楼板可按照弱连接楼板抗震性能目标进行设计,采用时程分析法计算其应力较为安全。隔震层楼板不宜开洞,如需开洞应尽量选择对称开洞的方式,避免角部开洞。4.将黏滞阻尼器附设到三种隔震结构的隔震层,分析阻尼器的阻尼系数、速度指数和个数对隔震效果的影响,以附加阻尼比定义黏滞阻尼器的作用。结果表明,当附加阻尼比为14%-25%,组合隔震结构将取得最佳隔震效果。在黏滞阻尼器参数最优的基础上,考虑黏滞阻尼器的影响,分析减小隔震层中铅芯橡胶支座的直径对结构的影响。结果表明,将隔震层周边铅芯橡胶支座的直径减小100mm后,结构能够满足规范的各项要求,且具有一定的经济效益。
【图文】：

隔震支座,滑动支座,滑板,刚性

图 1.2 隔震支座分类的是叠层橡胶支座。天然橡胶支座主要由天然橡胶材料制成基础上增加了铅棒，通过铅棒的变形来吸收能量，高阻尼橡，能够吸收能量。一些常用隔震器部件的柔性和阻尼[3]，，天然橡胶支座是唯一一件。表 1.2 常用隔震器部件的柔性和阻尼特性线性非线性恢复力弹簧常数和柔性）天然橡胶支座柔性桩或柱弹簧曲面间的滚轴（重力）高阻尼橡胶铅芯橡胶支缓冲器摇摆提升式（大阻尼橡胶铅芯橡胶支

铅芯橡胶支座,剖面示意图,橡胶

一形状系数 =橡胶受约束面积（受压面积）单层橡胶的自由表面积（侧面积）橡胶支座新引进的系数：第二形状系数 =橡胶直径橡胶层总厚度动刚度有关，主要与屈曲荷载和水平刚度有关（1.2）计算。约束面积指内部钢板受橡胶约束的是否有中心孔。 = ( )ζ ( ) =( ) = 座中心孔径；铅芯橡胶支座中为铅芯的直径，图如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.12

【参考文献】