串联复合隔震对于框架结构抗震性能影响的研究及工程应用

摘要

在高烈度区，相比于传统抗震结构，隔震结构拥有更优异的抗震性能。钢筋混凝土框架结构能够提供较大的使用空间，一直是我国多层房屋广泛采用的结构形式。而砌体结构取材方便，施工方式简单快捷且节能效果明显也一直是低层或多层建筑最常用的结构形式。隔震支座运用到钢筋混凝土框架结构或者砌体结构中拥有很广泛的应用和很长远的意义。相比单一地使用一种隔震支座，使用由铅芯橡胶支座和摩擦滑移支座串联或并联而成的复合隔震结构可以互补两种支座的优缺点，达到更好的隔震效果。结合以前的研究，本文主要完成如下几项:
　　(1)以8度区的江苏省宿迁市泗洪县的一栋6层钢筋混凝土框架结构的办公行政大楼为背景，根据各种隔震支座的力学属性，采用不同的连接单元来模拟传统支座、铅芯橡胶隔震支座、摩擦滑移隔震支座，建立不同隔震支座布置下的计算模型，通过模态分析将传统抗震结构模型、单一隔震结构模型、并联复合隔震结构模型以及串联复合隔震模型四个模型进行对比，探讨各种隔震支座的布置方案对于框架结构周期变化的影响。
　　(2)采用振型分解反应谱法对框架结构进行弹塑性分析。在地震作用下，隔震结构的变形主要发生在隔震层，上部结构基本做整体平动，有效地减小了上部结构的水平位移，降低了结构受到的层间剪力作用，消耗了大部分地震的能量。通过反应谱法分析将传统抗震结构模型、单一隔震结构模型、并联以及串联复合隔震模型四个模型进行对比，探讨不同布置方案对框架结构层间位移的影响。
　　(3)对传统抗震结构模型和各种隔震结构模型分别进行时程分析。经过模拟实验后发现布置了隔震支座的结构的层间位移、层间剪力以及加速度都大幅减小，抵抗地震作用的效果显著。通过非线性时程分析将传统抗震结构模型、单一隔震结构模型、并联复合隔震结构模型以及串联复合隔震模型四个模型进行对比，分析隔震支座的布置方案对于框架结构所受层间剪力以及最大层间加速度的影响，得出隔震效果最好的布置方案。
　　(4)综合探究不同隔震支座布置方案对于框架结构抗震性能的影响。结果表明，铅芯橡胶支座具有较大的竖向承载力，并且具备良好的复位性能，摩擦滑移支座具有更大的竖向承载能力，但是不具备自动复位的能力;并联复合隔震结构互补了两种支座的优缺点，但某些隔震性能不如单一隔震结构;串联复合隔震结构不仅互补了两种支座的优缺点且所有隔震性能指标均优于单一隔震结构，效果最好。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 基础隔震结构概述

1．2．1 基础隔震的基本概念

1．2．2 基础隔震体系的构成

1．2．3 基础隔震的基本原理

1．2．4 基础隔震装置的分类

1．3 基础隔震结构国内外研究现状

1．3．1 国外基础隔震结构研究现状

1．3．2 国内基础隔震结构研究现状

1．4 本文研究的主要目的和内容

1．4．1 本文研究的主要目的

1．4．2 本文研究的主要内容

第二章 隔震支座的力学理论模型

2．1．1 铅芯橡胶隔震支座

2．1．2 摩擦滑移隔震支座

2．1．3 复合隔震支座

第三章 复合隔震结构有限元分析模型的建立

3．1．1 隔震支座的模拟

3．2 工程概况

3．2．1 隔震结构形式的选取

3．2．2 隔震支座的选取

第四章 复合隔震结构的模态和反应谱分析

4．1 模态分析

4．1．1 模态分析概述

4．1．2 模态分析结果

4．2 振型分解反应谱分析

4．2．1 振型分解反应谱法概述

4．2．2 振型分解反应谱法分析结果

4．3 本章小结

第五章 复合隔震结构的时程分析

5．1．1 时程分析法概述

5．1．2 地震波的选取

5．1．3 地震波的调整

5．1．4 多遇地震作用下位移响应分析

5．1．5 多遇地震作用下层间剪力分析

5．1．6 多遇地震作用下加速度时程分析

5．2 罕遇地震作用下的时程分析

5．2．1 罕遇地震作用下位移响应分析

5．2．2 罕遇地震作用下层间剪力分析

5．2．3 罕遇地震作用下加速度时程分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文研究的主要结论

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况