【摘要】：隔震體系作為一種新型的結(jié)構(gòu)抗震體系在建筑、橋梁等領(lǐng)域中已有廣泛應(yīng)用,并在實(shí)踐中通過(guò)多次地震檢驗(yàn)證明了結(jié)構(gòu)的隔震效果顯著,抗震性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的非隔震結(jié)構(gòu)。其中基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)在基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)底部之間設(shè)置水平剛度相對(duì)很小的隔震裝置,使得隔震結(jié)構(gòu)自振周期大大延長(zhǎng),并遠(yuǎn)離場(chǎng)地的特征周期,從而能夠有效地隔離地震作用,顯著降低上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是,對(duì)于一些長(zhǎng)周期地震,如近場(chǎng)脈沖型地震動(dòng)和遠(yuǎn)場(chǎng)諧和類(lèi)地震動(dòng),由于其地震動(dòng)時(shí)程和產(chǎn)生機(jī)理的特殊性,可導(dǎo)致長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞,因此,亟需研究隔震結(jié)構(gòu)在這類(lèi)特殊地震動(dòng)作用下的抗震性能。為此,本文主要圍繞LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在三類(lèi)地震動(dòng)(近場(chǎng)脈沖性地震動(dòng)、普通地震動(dòng)和遠(yuǎn)場(chǎng)諧和類(lèi)地震動(dòng))作用下的地震響應(yīng)和抗震性能進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究:(1)分析了普通地震動(dòng)記錄以及長(zhǎng)周期地震動(dòng)記錄的頻譜特性。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果對(duì)長(zhǎng)周期地震動(dòng)的特征及其與普通地震動(dòng)的區(qū)別進(jìn)行分析總結(jié),在此基礎(chǔ)上建立各類(lèi)地震動(dòng)的選取準(zhǔn)則,并計(jì)算對(duì)比分析了單自由度隔震體系在這三類(lèi)地震動(dòng)作用下的等強(qiáng)度譜特性。研究結(jié)果表明,單自由度隔震體系在長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下產(chǎn)生的位移響應(yīng)遠(yuǎn)高于普通地震動(dòng)作用的結(jié)果;對(duì)于等強(qiáng)度譜,阻尼比在0.05～0.2的變化范圍內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)的影響很小,結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)峰值隨阻尼比的增大顯著減小;剛度比的變化對(duì)等強(qiáng)度譜值的影響非常小。(2)研究了隔震結(jié)構(gòu)在普通地震動(dòng)作用下隔震支座的彈塑性位移需求譜。通過(guò)將地震動(dòng)記錄的反應(yīng)譜與規(guī)范反應(yīng)譜進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)利用現(xiàn)行規(guī)范譜來(lái)預(yù)測(cè)隔震結(jié)構(gòu)位移需求時(shí)存在譜形和譜值失真的問(wèn)題。通過(guò)考慮隔震支座力學(xué)參數(shù)、地震動(dòng)特性等因素對(duì)位移反應(yīng)譜的影響,采用標(biāo)準(zhǔn)化和平均化的方式研究了位移反應(yīng)譜的特征,以Eurocode8規(guī)范給出的彈性位移反應(yīng)譜為基礎(chǔ),通過(guò)數(shù)值擬合方法建立了隔震支座的彈塑性位移需求譜公式,用于預(yù)測(cè)隔震層的最大位移需求,便于在進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可快速確定支座類(lèi)型,簡(jiǎn)化隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程。通過(guò)某工程實(shí)例分析表明,根據(jù)文中提出的位移公式計(jì)算得到的隔震層位移與實(shí)際建模分析結(jié)果基本吻合,精度較高。(3)分析了隔震結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下的抗震性能、上部結(jié)構(gòu)的破壞規(guī)律。首先,利用SeismoStruct建立隔震結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行非線性動(dòng)力時(shí)程分析,研究了隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖型地震動(dòng)和遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下的地震響應(yīng)特點(diǎn);然后,通過(guò)分析上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件從屈服到破壞的整個(gè)受力狀態(tài)變化過(guò)程,探討了上部結(jié)構(gòu)的破壞規(guī)律;最后,在此基礎(chǔ)上,提出了防止或減輕隔震體系上部結(jié)構(gòu)破壞的建議措施,并通過(guò)建模分析討論了其可行性。分析結(jié)果表明,在相同地震動(dòng)強(qiáng)度下,相對(duì)于普通地震動(dòng),長(zhǎng)周期地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞更加嚴(yán)重,并能夠顯著增大結(jié)構(gòu)樓層的位移響應(yīng);長(zhǎng)周期地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞主要集中在結(jié)構(gòu)的底層,尤其是對(duì)柱的破壞較為嚴(yán)重,是結(jié)構(gòu)的相對(duì)"薄弱部位"。在結(jié)構(gòu)底層外側(cè)柱間設(shè)置鋼支撐的加固措施后,結(jié)構(gòu)的減震效果顯著,其整體抗震性能得到大幅提高,分析結(jié)果可為此類(lèi)相關(guān)工程設(shè)計(jì)提供參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2363765