高层建筑分段隔震结构抗风抗震的减震分析

发布时间：2019-09-27 03:51

【摘要】：隔震技术是指在建筑物上部结构和下部结构之间设置隔震层,将上部建筑结构和下部结构隔离,当地震发生时,隔震层便发挥其隔震的作用,代替结构承受地震的强烈振动,以此来隔离并且耗散地震的能量,避免和减少地震的能量向上部结构传输。隔震结构体系是区别于传统抗震结构体系的一种被动控制体系,该体系改变了传统抗震结构体系的耗能原理,即通过隔震层的耗能装置、而不是结构和结构构件来吸收并消耗地震能量。这种优越的耗能特性是传统抗震结构体系所不能够实现的。隔震技术有基础隔震和层间隔震之分,初期主要应用于中、低层的短周期结构和房屋的加层改造中,随着研究的深入和实际的需要,隔震技术逐渐向高层、超高层的应用发展。本文综合了基础隔震和层间隔震的概念,将分段隔震技术应用于高层建筑,并对高层分段隔震建筑的两个关键性问题进行了研究,一是高层分段隔震建筑在地震作用下的减震效果；二是高层分段隔震建筑在风荷载作用下的稳定性和舒适度。首先应用ANSYS有限元软件建立了非隔震建筑、基础隔震建筑和分段隔震建筑的三维有限元模型,通过输入三向地震波,对比各模型的地震响应。结果表明,分段隔震结构在多遇地震作用下比基础隔震结构具有更好的隔震效果,有效减小了各层的加速度、层间位移和层间剪力等；上部结构的最大位移略有增加。其次探讨了分段隔震结构的隔震支座在多遇地震作用下的位移和轴力响应,分析表明,分段隔震结构位移主要发生在两隔震层上,底层隔震支座的位移比基础隔震结构的支座位移略有减小；隔震支座的轴力以地震初始时的轴压力为平衡位置振动,轴向力保持在设计允许值范围内,且没有出现拉力,隔震垫不会出现轴压和撕裂破坏现象。最后分析了风荷载对高层分段隔震建筑隔震层的破坏作用、倾覆性和对人体舒适度的影响。结果表明,分段隔震建筑在强风作用下底层剪力比基础隔震结构和传统抗震结构略有增加,但剪力值小于隔震支座的屈服力；风荷载产生的倾覆力矩小于结构的抗倾覆力,所以风荷载作用下一般不会引起隔震层的强度破坏,也不会导致结构倾覆的发生,但脉动风会使分段隔震结构的加速度反应增大,可能会超过人体的舒适度要求,设计时需引起重视。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU973.3

【参考文献】