隔震技術(shù)作為當(dāng)前最有效的結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)之一,在世界各國(guó)高烈度地區(qū)廣泛建造。隨著隔震技術(shù)的大范圍推廣,建造工況更為復(fù)雜的隔震工程隨之不斷涌現(xiàn)。系統(tǒng)深入研究復(fù)雜地震激勵(lì)下隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),是隔震工程長(zhǎng)期安全服役的重要保障,也是隔震技術(shù)能夠不斷完善和推廣的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文從復(fù)雜地震激勵(lì)涵蓋的多維地震、近場(chǎng)和近斷層地震、行波效應(yīng)以及土與結(jié)構(gòu)相互作用四個(gè)主要方面入手,依據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)開展綜述,探討了復(fù)雜地震激勵(lì)下隔震結(jié)構(gòu)研究存在的問題,并對(duì)此進(jìn)行展望。 

【文章來源】：地震工程學(xué)報(bào). 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

配置原理圖[9]

地震時(shí)結(jié)構(gòu)振動(dòng)主要受結(jié)構(gòu)自身參數(shù)、地震波特性、場(chǎng)地條件和土與結(jié)構(gòu)相互作用等因素影響,其中,結(jié)構(gòu)自身參數(shù)和場(chǎng)地條件相對(duì)容易確定,多維地震、近場(chǎng)/近斷層地震和行波效應(yīng)均屬于地震波特性。由于土與結(jié)構(gòu)相互作用十分復(fù)雜,在工程設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)大都不予考慮。然而,越來越多研究表明忽略土與結(jié)構(gòu)相互作用將造成計(jì)算結(jié)果偏于不安全。張馨圓等[35]指出軟土地基對(duì)隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)存在放大效應(yīng),建于堅(jiān)硬地基土上的隔震結(jié)構(gòu)可以不考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用。翁大根等[36]針對(duì)罕遇地震下建于軟土地基的隔震結(jié)構(gòu)隔震層位移難以控制,提出了采用隔震支座和阻尼器配合使用的組合隔震方案。羅翔等[37]研究發(fā)現(xiàn)建于硬土場(chǎng)地的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)隔震效果優(yōu)于軟土場(chǎng)地隔震結(jié)構(gòu),需選用一定規(guī)格的鉛鋅橡膠隔震支座來達(dá)到隔震目標(biāo)。SHOURESTANI等[38]也有類似的發(fā)現(xiàn),即使對(duì)于主動(dòng)控制隔震結(jié)構(gòu),土與結(jié)構(gòu)相互作用效應(yīng)對(duì)控制器的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生較大影響,忽略土與結(jié)構(gòu)相互作用會(huì)降低結(jié)構(gòu)減隔震效果。謝云飛等[39]研究了考慮碰撞效應(yīng)的圖-單層隔震結(jié)構(gòu)彈塑性地震響應(yīng),結(jié)果表明地震過程中當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞時(shí)土與結(jié)構(gòu)相互作用效應(yīng)將更為顯著。利用土與結(jié)構(gòu)相互作用還可以實(shí)現(xiàn)某些特殊結(jié)構(gòu)的減震控制。尹志勇等[40]將砂墊層應(yīng)用于農(nóng)居工程防震減震,通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)借助地基砂墊層可以有效減小上部結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)。綜上可見,考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)于獲取更為準(zhǔn)確的隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)十分必要。5 結(jié)論

地震是一個(gè)復(fù)雜的多維隨機(jī)振動(dòng)過程,通常會(huì)引起地面在多個(gè)方向出現(xiàn)平動(dòng)和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在計(jì)算分析時(shí),結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)也因是否考慮多維地震輸入而存在較大差異[3]。齊杰,孫建琴[4]通過計(jì)算9度區(qū)高層RC剪力墻基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),發(fā)現(xiàn)多向地震動(dòng)輸入對(duì)隔震結(jié)構(gòu)層間位移、樓層加速度、支座面壓和支座滯回均有顯著影響。顏學(xué)淵等[5]指出隔震后的子框架可以對(duì)主結(jié)構(gòu)三維地震響應(yīng)起到明顯的調(diào)諧減震作用,三維隔震支座對(duì)各類場(chǎng)地地震動(dòng)作用下的子框架三維地震響應(yīng)具有顯著的隔震作用。王曙光等[6]結(jié)合等價(jià)線性化方法,將隨機(jī)因子法拓展應(yīng)用到非線性多自由度結(jié)構(gòu)中,采用結(jié)構(gòu)隨機(jī)因子法建立大跨隔震結(jié)構(gòu)的四個(gè)隨機(jī)變量與結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量之間的關(guān)系,結(jié)構(gòu)表明隨著隔震支座各參數(shù)的變異系數(shù)增大,結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)均方值的離散性亦增大。此外,該團(tuán)隊(duì)與固定基礎(chǔ)模型相比,基礎(chǔ)隔震模型的水平周期和阻尼比可以得到明顯改善[7],降低了上部結(jié)構(gòu)的水平動(dòng)力響應(yīng),且隨著隔震系數(shù)的增加,水平隔震效果得到改善;并建議通過抑制水平地震分量引起的網(wǎng)格屋頂?shù)呢Q向動(dòng)力響應(yīng),實(shí)現(xiàn)三向地震作用下的垂直減震效果。劉德穩(wěn)等[8]研究了雙向地震作用下雙向偏心結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)規(guī)律,指出層間隔震可以減小整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng),但下部結(jié)構(gòu)存在雙向偏心時(shí)會(huì)對(duì)隔震層和下部結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)帶來不利影響。除了研究結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),針對(duì)三向地震作用下結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的特殊性研發(fā)三向隔震裝置也始終是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。XU等[9]提出一種新型的多維減隔震裝置,通過三層鋼框架結(jié)構(gòu)的水平和垂直振動(dòng)臺(tái)測(cè)試對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)該隔震裝置具有良好的三維隔震性能。ZHANG等[10]提出了一種三向隔震系統(tǒng),該系統(tǒng)可以大幅延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期,并從三個(gè)方向上耗散地震能量。SHANG等[11]提出了一種可用于低層住宅的低成本的彈簧瀝青三向基礎(chǔ)隔震支座,試驗(yàn)結(jié)果表明該支座可以有效降低上部結(jié)構(gòu)水平和豎向加速度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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