考虑隔震支座转动及P-△效应的串联隔震结构响应研究

摘要

针对叠层橡胶隔震支座与地下室悬臂柱组成的串联隔震体系的P-△效应及叠层橡胶隔震支座转动问题,通过简化建立考虑P-△效应、叠层橡胶隔震支座转动及悬臂柱柱身变形的上部结构与独立悬臂柱串联隔震体系的力学模型,推导出考虑P-△效应及叠层橡胶隔震支座转动共同作用下的串联隔震体系的频率方程,然后通过数值的方法求解该串联隔震体系的频率与振型.根据Betti定律,推导出考虑P-△效应及叠层橡胶隔震支座转动的串联隔震体系的广义质量及广义荷载,然后通过振型叠加法求解串联隔震体系的地震响应.最后应用该地震响应求解方法对一实际工程进行仿真及参数分析.结果显示本文考虑P-△效应、叠层橡胶隔震支座转动及悬臂柱柱身变形的串联隔震体系动力响应求解方法能方便地计算悬臂柱的变形、柱顶转角以及结构的动力响应;悬臂柱水平名义刚度与隔震支座水平刚度之比较小时,悬臂柱与隔震支座组成的串联隔震体系的地震响应与隔震支座底部固结直接积分法得到的响应差别较大,随着悬臂柱刚度的增加,差别迅速减小,可根据刚度比确定独立悬臂柱的截面;在保证隔震效果的情况下,隔震支座竖向刚度应尽量加大,以减小隔震支座转角;当悬臂柱支撑的隔震结构隔震支座底部按固结计算时,P-△效应主要影响下部独立悬臂柱的响应,计算独立悬臂柱的响应需考虑P-△效应的影响.