在近断层地震作用下摩擦型隔震结构的响应分析

摘要

摩擦型隔震结构在远震场地减震效果良好，但是近断层地震明显的长周期速度和位移脉冲运动可能对隔震建筑等长周期结构的抗震性能和设计带来不利影响，并且隔震结构的基底板将产生很大的滑移，造成建筑物的严重破坏。因此，本文对摩擦型隔震结构在近断层地震下的响应分析有着较大的理论和工程实际价值。
　　 本文的主要研究内容包括以下几个方面：
　　 首先详细分析了近断层脉冲型地震的概念及基本特征，通过对速度脉冲的形成机制和表现形式进行研究，采用以原始地震波为底波，在此基础上叠加三角型脉冲运动的方法用来模拟近断层地震地面的激励，以此作为输入来研究近断层地震对摩擦型隔震结构动力响应的影响。
　　 其次研究了几种典型的摩擦型隔震结构：纯摩擦力滑移隔震结构(P-F)、恢复力-摩擦隔震结构(R-FBI)和混合阻尼隔震结构在近断层地震作用下的动态反应，通过对波形、脉冲周期和峰值速度等地震参数的调整表征不同的脉冲效应，同时系统研究了不同的结构参数对隔震效果产生的重要影响。本文通过与现有的建筑抗震设计规范进行对比，对规范中的相关内容进行了进一步的完善，取得了一些可供建筑抗隔震设计参考和借鉴的结论。
　　 再次本文利用不同的碰撞模型，探讨摩擦型隔震结构(P-F、R-FBI)在近断层地震作用下隔震结构与限位装置相碰撞的动态反应特性，给出了不同碰撞的数学表达式以及各模型中参数的具体数值，研究了不同的因素对隔震结构碰撞反应的影响。
　　 最后提出了一种加设粘弹性缓冲限位器的被动防护措施，研究了在近断层地震作用下摩擦型隔震结构的防护效果，通过对带限位装置摩擦型隔震结构的动力时程分析，充分验证了限位隔震装置的有效性。