基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究

摘要

掉层框架结构能够充分利用山地地形，其抗震性能与普通框架结构有较大区别。有丰富的工程实践证明，基础隔震技术能有效的减轻地震灾害。将基础隔震与掉层框架结构相结合不失为一种有效的减轻震害的途径。但目前尚未开展基础隔震掉层框架结构设计的系统研究。本文以掉层平面框架为研究对象，对基础隔震掉层框架结构设计的若干关键问题进行研究，主要开展了以下几个方面的工作：
　　①探讨了现有基础隔震分析及设计方法在掉层框架结构中的适用性问题，分析结果表明强制解耦的振型分解反应谱法是一种计算比较简便且精度满足要求的分析方法，现有的水平减震系数的取值与隔震设计方法对于基础隔震掉层框架结构均不适用。
　　②给出了基于基底剪力比的基础隔震掉层框架结构的水平减震系数。对于掉层框架结构可以将隔震结构与非隔震结构上下接地处基底剪力之和的比值作为作为新的水平减震系数去评价减震效果。通过对基础隔震单层单跨与多层多跨掉层框架结构的分析，可知将基底剪力比作为水平减震系数来评价隔震结构的减震效果具有较好的适用性。
　　③给出了基于水平减震系数的隔震层简化设计方法。首先推导出了结构考虑高阶振型影响的基底剪力的理论公式。然后采用等效总重力荷载系数来近似考虑高阶振型的影响，运用参数分析方法，研究了非隔震掉层框架结构等效总重力荷载系数的取值范围。对基础隔震掉层框架结构进行参数分析，分析结果表明在简化计算时可以把基础隔震掉层框架结构等效为单质点体系进行基底剪力的求解。在以上分析的基础上给出了基于水平减震系数的隔震层的简化设计方法。
　　④提出了基础隔震掉层框架结构的分部分阶段设计方法。根据基础隔震掉层框架的特点提出分部设计思路，按非隔震固端模型进行上接地柱及以上各层（简称上部楼层）的设计，按非隔震上接地滑动模型（简称滑动模型）进行上接地层非接地柱及掉层部分（简称下部楼层）设计。建立了上部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系、下部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系以简化隔震层以上结构设计。提出了适合于基础隔震掉层框架结构的分部分阶段隔震设计方法，通过设计算例表明：该方法简单实用，适合推广应用。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究主要内容

2现有基础隔震设计方法在掉层框架结构中的适用性分析

2.1现有基础隔震结构的分析方法

2.2现有的基础隔震结构设计方法

2.3本章小结

3基础隔震掉层框架结构设计的水平减震系数研究

3.1引言

3.2现有的基础隔震框架结构水平减震系数分析

3.3基础隔震掉层框架结构水平减震系数研究

3.4本章小结

4掉层框架结构隔震层简化设计方法

4.1引言

4.2考虑多阶振型影响的结构基底剪力

4.3非隔震掉层框架结构结构基底剪力的简化计算方法

4.4基础隔震掉层框架结构基底剪力的简化计算

4.5基础隔震掉层框架设计水平减震系数与隔震层参数间关系

4.6基于水平减震系数的隔震层简化设计

4.7本章小结

5基础隔震掉层框架结构设计方法研究

5.1引言

5.2基础隔震掉层框架结构设计思路

5.3上部楼层最大的最大层间剪力比与水平减震系数的关系

5.4下部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系

5.5基础隔震掉层框架结构设计方法

5.6设计实例

5.7本章小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录

A． 作者在攻读学位期间发表的论文