考慮支座非載荷初始位移的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、基礎(chǔ)隔震技術(shù)因其良好的減震效果在業(yè)界得到了廣泛認可，因此被用作有效保護措施來達到保護建筑結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)施、減輕地震的破壞作用的目的。隨著隔震技術(shù)、理論和試驗分析手段的提高，超長隔震結(jié)構(gòu)也日益多見。超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)多采用大底板多塔樓形式，由于結(jié)構(gòu)平面尺寸超長，溫度及混凝土收縮會引起較大應(yīng)力從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂甚至影響結(jié)構(gòu)正常使用。但是，隔震結(jié)構(gòu)正是利用隔震層的剛度相對較小而起到隔震效果，當(dāng)支座的剛度相對較柔時，溫度應(yīng)力和混凝土收縮會使隔震支座

2、在水平方向產(chǎn)生相對變形;當(dāng)隔震支座產(chǎn)生非載荷變形后，其在正式進入正常使用階段時就已有了小量偏心，這種偏心是否會影響平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在強震作用下的減隔震效果及抗震性能則需要進一步考慮和研究。由于目前關(guān)于隔震支座在已有非載荷變形后，隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能是否會受到很大影響及在遭遇強震時是否容易倒塌還缺乏豐富詳細的研究，因此需要對平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在考慮支座非載荷變形后的各項性能進行分析研究。
　　本文采用意大利有限元

3、軟件SeismoStruct對一平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進行動力時程分析，并且對考慮隔震支座非載荷變形的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進行增量動力分析(IDA)方法，以這兩種分析為基礎(chǔ)，對考慮隔震支座初始位移對超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響以及該超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力展開了以下幾個方面的分析研究工作:
　　(1)分析對比超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)分別在近斷層脈沖、近斷層非脈沖和遠場地震波等不同地震激勵下的動力響應(yīng)，探討隔震結(jié)

4、構(gòu)在不同地震作用下與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比的減隔震效果。分析結(jié)果表明，在不同強度等級的不同地震作用下，平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)依然能夠表現(xiàn)出良好的抗震性能，與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比，隔震結(jié)構(gòu)能夠大大減小結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。
　　(2)對平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)考慮不同地震動作用的影響，對比分析超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)分別在近斷層脈沖、近斷層非脈沖和遠場地震波等不同地震激勵下的動力響應(yīng)，探討不同地震動激勵對平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響

5、。分析結(jié)果表明，超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖地震作用下的響應(yīng)更為明顯，這與地震動參數(shù)有關(guān)，峰值加速度、峰值速度越大，地震動輸入能量越高，結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)越明顯;中間塔的動力響應(yīng)在不同地震作用下均小于左、右兩個小塔;輸入能量較大的地震動能夠激發(fā)較大的上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)，而譜位移較大的地震動記錄卻對隔震支座水平位移產(chǎn)生較大影響，PGV/PGA越大，近斷層地震動脈沖效應(yīng)越顯著，隔震支座水平位移響應(yīng)則越明顯。
　　(3)考慮隔震支座已產(chǎn)生的初始位

6、移，分析對比隔震支座不同的初始位移對平面不規(guī)則的超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖激勵下的動力響應(yīng)，探討該非理想隔震結(jié)構(gòu)分別遭遇8度和9度罕遇地震時其抗震性能表現(xiàn)。分析結(jié)果表明，隔震支座初始位移的確會影響到隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)，不同位置的結(jié)構(gòu)響應(yīng)也不同;隔震支座的初始位移，會增大與隔震支座相鄰的幾層的隔震結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)。
　　(4)根據(jù)實際工程，采用增量動力方法對一隔震支座已產(chǎn)生初始位移的隔震結(jié)構(gòu)進行非線性動力時程分析，得到結(jié)構(gòu)

7、的IDA曲線，利用IDA曲線進行結(jié)構(gòu)抗震性能分析;在既得IDA曲線基礎(chǔ)上，得到地震易損性曲線，對該非理想超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)進行地震易損性分析，對隔震支座已產(chǎn)生初始位移的隔震結(jié)構(gòu)進行抗震性能評估。分析結(jié)果表明:在同一PGA下，中間塔的上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)整體比左、右兩塔的響應(yīng)小;隔震支座的型號不同，其IDA曲線也相差很多，但曲線總體依然呈單調(diào)遞增的趨勢;隔震支座有20mm初始位移和無初始位移時，無論是左塔、中間塔還是右塔，地震動作用下的IDA曲線在

8、彈性階段分布較集中，在非線性階段離散性很大;不同型號的支座在地震作用下的IDA曲線越延伸，分布越發(fā)散。支座直徑最小的型號為GZY500的隔震支座IDA曲線對應(yīng)的損傷值最大。在近斷層地震作用下，特別是在脈沖型地震作用下，上部結(jié)構(gòu)和隔震支座的損傷指標更大;根據(jù)IDA曲線進行地震易損性分析，其分析結(jié)果表明，當(dāng)隔震支座有初始位移時，與無初始位移時相比，超長復(fù)雜隔震結(jié)構(gòu)在遭遇8度和9度罕遇地震時依然具有一定的抗震設(shè)防能力，隔震支座依然具有一定的抗