近场地震下复合隔震结构减震研究.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材建筑与规划设计近场地震下复合隔震结构减震研究■韩倩■秦皇岛市永盛建筑设计咨询有限公司设计一分院，河北秦皇岛０６６０００摘要：本文采用Ｗｅｎ滞回模型模拟隔震支座和被动摩擦阻尼器的力学模型，表１结构峰值响应及参数选取对其进行地震反应分析。分析表明，隔震支座在地震作用下产生了一定ＬＲＢＬＲＢ＋ＰＦＤ的减震效果。加入阻尼器后，滞回耗能进一步增大，复合隔震结构的地地震．．．．．．．．震反应明显减弱。ｘｂｘｂｘｍａｘｘｍａｘＦｂｘｂｘｂｘｍａｘｘｍａｘＦｂｆｓ关键词：近场地震基础隔震被动摩擦阻尼器减震性能ＥｌＣｅｎｔｒｏ４８３０４２４７４８４９４３２５

2、２２３８４６２３４０１０４６４４４３６２２６８１５Ｉｍｐｅｒｉａｌ基础隔震因其具有良好的经济性、安全性和耐久性，而得以广泛应Ｖａｌｌｅｙ８７５８４５３８８７８１４５６９２７０３８３６３４５３８８３８９４４８１３１５７５用。基础隔震技术已列入《建筑抗震设计规范》。由于其能提高结构Ａｒｒａｙ＃６的阻尼比，明显减轻对主体结构的损伤，降低主体结构构件尺寸，大幅Ｃｈｉ－Ｃｈｉ１６１６４４５２１６１９４４６９３５５９１３１９４４５８１４０３４４１９３８０９５减小工程材料用量，从而适用于各类建筑的减震、隔震。除了常见的基ＴＣＵ０６８Ｗ［１］础隔震结构

3、外，对摩擦基础隔震结构性能的研究也较多。由于铅芯Ｃｈｉ－Ｃｈｉ９４３０４４６６９４５４４４６９２７８１７２８７４３４８７３１３４７１５３０３３３橡胶支座和摩擦阻尼器各有其优缺点，多位学者将两者结合对这种复ＣＨＹ１０１合隔震装置进行了大量研究［２］。ＩｍｐｅｒｉａｌＶａｌｌｅｙ１０６５４６６３１０６８４７０８２９２２９５９９４７８２９６２８４８９０３３００５１复合摩擦隔震系统ＥＭＯ２７０本文将上部结构简化为多自由度体系。结构的质量为ＭＳ、刚度为ＫＳ、阻尼为ＣＳ；隔震层质量为ｍｂ，支座的刚度为ｋｂ，支座的阻尼为ｃｂ。表２近场地震下结构反应隔震结构运动方

4、程可表示成：ＩｍｐｅｒｉａｌＶａｌｌｅｙＡｒｒａｙ＃６Ｃｈｉ－ＣｈｉＴＣＵ０６８ＷＣｈｉ－ＣｈｉＣＨＹ１０１ＩｍｐｅｒｉａｌＶａｌｌｅｙＥＭＯ２７０．．．．．．．地震ＬＲＢ＋ＬＲＢ＋ＬＲＢ＋ＬＲＢ＋［Ｍｓ］｛ｘｓ｝＋［Ｃｓ］｛ｘｓ｝＋［Ｋｓ］｛ｘｓ｝＝－［Ｍｓ］｛ｒ｝（ｘｂ＋ｘｇ）（１）固定ＬＲＢ固定ＬＲＢ固定ＬＲＢ固定ＬＲＢＰＦＤＰＦＤＰＦＤＰＦＤ．．．．．ｍｂｘｂ＋Ｆｂ－ｋ１ｘ１－ｃ１ｘ１＋ｆｄｉ＝－ｍｂｘｇ（２）ｘｂ８７５８８３６３１６１６１３９９９４３０８１６５１０６５９５９９铅芯橡胶隔震支座恢复力的计算公式为：ｘｍａｘ３４８８７８１８３８９３６２１６１

5、９１４０３２９５９４５４８１９０３０２１０６８９６２８Ｆ＝ａｋｂｘｂ＋（１－α）ＦｙＺ（３）（α———屈服前后的刚度比；ｋ———初始刚度；ｘ———水平位移；Ｄｆ０８８００６５００７８０９０００８６００９４０７５００６７００７００７７００７１００８２ｂｂ．．Ｆｙ———屈服强度）ｘｂ４５４４５４４４５４４６４４７４５０４６６４７８Ｚ为无量纲的滞回位移参数：．．１３１３４５７４４８１１７５４４７４４２１２３３４４７４４３８１５４７１４８９ｘｍａｘ．．．．ｑＺ＝Ａｘ－β｜ｘ｜Ｚ｜Ｚ｜η－１－τｘ｜Ｚ｜η（４）ｂｂｂ表３

6、两类地震下结构反应．（ｘｂ———隔震支座的速度，ｑ———屈服位移，β、τ、Ａ决定滞回环的比ＥｌＣｅｎｔｒｏ近场地震波例和大体形状，滞回曲线的平滑程度由η表征）固定ＬＲＢＬＲＢ＋ＰＦＤ固定ＬＲＢＬＲＢ＋ＰＦＤ被动摩擦阻尼器的恢复力方程：隔震层位移（ｃｍ）４８．３０４６．２３１１２．５０１００．２９ｆｄｉ＝ｆｓｉＺｉ（５）上部结构相对位移（ｃｍ）３．６５４８．４９４６．４４３．２７１１２．７６１００．５９其中，ｆｓｉ为滑移力，Ｚ可表示为：层间位移（ｃｍ）０．８７０．０５４０．０６８０．８２０．０７２０．０８１．．．．ｑＺ＝Ａｘ－β｜ｘ｜Ｚ｜Ｚ｜η－１－τｘ｜Ｚ｜ｎ（６）隔震层加速度（ｍ／ｓ２

7、）４．２５４．０１４．５３４．５７ｉｂｂｉｉｂｉ２算例分析上部结构层加速度（ｍ／ｓ２）１４．２８４．３３４．３５１１．３４４．５５４．５６参选模型为五层基础固定结构，设结构的固有周期为０３ｓ，阻尼比由表中看出：在远场地震下基础隔震结构的减震效果强于近场地为００２。假定结构每层的质量相等（５８９７ｋｇ）。由下往上的刚度为震。而在复合隔震结构体系下，隔震层位移在近场地震下的减小程度３３７３２、２９０９３、２８６２１、２４９５４和１９