近场地震作用下基础隔震结构抗倾覆特性研究

摘要

基础隔震结构是指在建筑物的上部结构和基础之间通过设置隔震支座形成隔震层的一种隔震结构体系。夹层橡胶支座通过减小隔震层刚度，延长结构体系的自振周期、增大阻尼、减小传递到上部结构的地震能量，达到隔震的效果。
　　 基础隔震技术因其良好的减震效果、经济性、耐久性和适用性，得到了国内外学术界和工程界的普遍认可。据统计，我国基础隔震结构的建筑面积已超过了200万平方米。基础隔震技术的应用和发展与隔震系统力学性能的研究及基础隔震结构地震响应分析理论的研究进程息息相关。
　　 近年来，我国发生了多次大地震，其中近场地震带来的灾害日益显著，由此引起了工程人员和专家学者的普遍关注。近场地震对建筑结构的影响在历次主要的近场地震中都有表现，如美国Northridge地震、日本Kobe地震、台湾集集地震以及汶川地震等。已有研究表明，近场地震的速度脉冲效应往往引起结构强烈的地震响应，增大对结构位移和延性需求，对于隔震结构这类中长周期结构会有较大影响。随着现代建筑的高速发展，高层建筑层出不穷，基础隔震结构也逐渐从低层建筑向多高层建筑发展，但随之产生了许多的设计问题，其中最重要的问题之一是结构的抗倾覆性能。为了更深入的研究基础隔震结构参数对结构抗倾覆性能的影响，并为工程应用提供基本的理论依据和设计参考，本文通过力学分析并应用SAP2000有限元软件，以铅芯橡胶支座基础隔震结构非线性地震响应分析为基础，分析了场地条件、地震烈度、隔震周期、上部结构自振周期、上部结构高宽比、近场地震速度脉冲效应等因素对结构抗倾覆特性的影响及其规律，为从事近场地区基础隔震体系设计和应用的广大工程设计人员提供基本理论依据和参考。