近断层脉冲地震动作用下基础隔震结构反应的量化分析
本文选题:近断层脉冲地震动 切入点:脉冲周期 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文以与中长周期结构反应密切相关的脉冲周期和脉冲强度为基本变量,对基础隔震结构开展量化研究。分别建立了两个基础隔震钢框架结构,分别代表低层和中高层结构,采用实际脉冲地震动、脉冲模型以及非脉冲地震动开展结构动力反应分析。为确定地震动输入,对应两个模型的基本周期,采用基本能量的脉冲识别方法,选取了 40条典型的近断层脉冲地震动。通过动力弹塑性分析方法,对两个模型结构的隔震层位移、顶层位移、层间位移角、楼层加速度、楼层速度和楼层剪力最大值等六个结构反应变量进行了系统的比较分析。得到的主要结论如下:首先,近断层脉冲地震动作用下基础隔震结构的反应明显大于非脉冲地震动的作用,并且在地震动强度为0.07g或0.2g时,脉冲与非脉冲地震动作用下六个基础隔震结构反应的比值在1.43到1.74之间,在地震动强度为0.4g时该比值在1.41到2.0之间。其次,近断层脉冲地震动和脉冲模型作用下,基础隔震结构的几个反应都是随脉冲周期的增大而增大,但由于共振效应仅发生在结构基本周期附近,所以不会无限增大下去,其中脉冲模型作用下,结构反应随脉冲周期增大而增大的幅度较近断层脉冲地震动要大,由此确定脉冲周期是影响结构反应的关键因素。最后,按照我国现行规范设计出来的设防烈度为8度的基础隔震结构在脉冲强度为0.4g的脉冲地震动作用下隔震层最大位移明显超限,隔震层最大位移在三层基础隔震结构中超出规范限值33.3%;在十二层基础隔震结构中超出规范限值8.33%。综上,地震动强度相同时,脉冲地震动作用下基础隔震结构的反应明显大于非脉冲地震动;罕遇烈度下,脉冲较非脉冲地震动对基础隔震结构放大的效应比值在1.41到2.07之间。基础隔震结构的反应随脉冲周期的增大而增大,近断层脉冲地震动的脉冲周期和脉冲强度对基础隔震结构反应的影响起重要作用。
[Abstract]:In this paper, the pulse period and pulse intensity, which are closely related to the response of medium-long period structures, are taken as the basic variables to carry out quantitative research on the base-isolated structures. Two base-isolated steel frame structures are established respectively, representing the low-rise and medium-high-rise structures, respectively. The structural dynamic response analysis is carried out by using the actual impulse ground motion, the pulse model and the non-pulse ground motion. In order to determine the input of the ground motion, corresponding to the basic period of the two models, the pulse identification method of the basic energy is adopted. 40 typical near-fault impulsive ground motions are selected. By means of dynamic elastic-plastic analysis, the isolation layer displacement, the top floor displacement, the interstory displacement angle, the floor acceleration of the two model structures are analyzed. Six structural response variables, such as floor velocity and maximum floor shear force, are compared and analyzed systematically. The main conclusions are as follows: first, The response of base-isolated structures under the action of near-fault impulse ground motion is obviously greater than that of non-pulse ground motion, and when the intensity of ground motion is 0.07g or 0.2g, The ratio of response of the six base isolated structures under the action of pulse and non-pulse ground motion is between 1.43 and 1.74, and the ratio is between 1.41 and 2.0 when the intensity of ground motion is 0.4 g. Secondly, under the action of near-fault impulse ground motion and pulse model, the ratio is between 1.41 and 2.0 when the intensity of ground motion is 0.4 g. Several responses of base-isolated structures increase with the increase of the pulse period, but the resonance effect only occurs near the basic period of the structure, so it will not increase indefinitely. The amplitude of structural response increases with the increase of pulse period, which is larger than that of near-fault pulse ground motion, which determines that pulse period is the key factor affecting structural response. According to the current code of our country, the maximum displacement of isolation layer is obviously exceeded under the action of 0.4 g pulse ground motion for the base isolation structure with 8 degrees fortification intensity. The maximum displacement of the isolation layer exceeds the specified limit value of 33.33.3 in the three-story foundation isolated structure and 8.33 in the 12 story foundation isolated structure. In summary, when the intensity of the ground motion is the same, the maximum displacement of the isolation layer exceeds the specified limit value of 8.33. in summary, when the intensity of the ground motion is the same, The response of foundation isolated structure under impulse ground motion is obviously greater than that of non-pulse ground motion. The effect ratio of pulse to ground motion on the amplification of base-isolated structure is between 1.41 and 2.07. The response of base-isolated structure increases with the increase of pulse period. The pulse period and intensity of near-fault pulsed ground motion play an important role in the response of base-isolated structure.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU352.12;TU435
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