近断层地震作用下隔震结构的损伤模式与控制

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1、密级公开分类号ＴＵ３５２．１ｍＸＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：近断层地震作用下隔震结构时损伤模式与控制作者：于娇指导教师：刘慧萍教授申请学位学科：防灾减灾工程及防护工程２０１８年５月１１日密级公开分类号TU352.1XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:近断层地震作用下隔震结构的损伤模式与控制作者：黑体于4娇号指导教师：刘慧萍教授申请学位学科：防灾减灾工程及防护工程2018年5月11日近断层地震作用下隔震结构的损伤模式与控制学科：防灾减灾工程及防护工程研究生签字：

2、指导教师签字：摘要隔震作为一种行之有效的结构抗震技术，在工程结构中得到了广泛的应用，但震害经验表明隔震结构在强震作用下可能会遭受一定程度的损伤。同时，近断层脉冲型地震动作为一种危害极大的特殊地震动值得大家特别关注。目前国内外学者对隔震结构进行了一系列的研究，但隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下的损伤与控制研究较少。隔震结构的损伤与控制研究对提高结构的抗震性能具有重要的现实意义，因此本文主要进行了以下方面的研究：（1）以近断层脉冲型地震动为输入，通过分析典型的地震动强度指标与隔震结构等效非线性SDOF体系地震响应之间的相关性，研究隔震结构近断层脉冲型地震强度指标。以隔震结构地震强度指标分析结果为

3、依据，选择相关性较好的指标HI、VSI和PGA为控制条件，基于Q型系统类聚分析法分类筛选地震动，以控制结构地震响应离散性，并通过算例验证了这种分类筛选地震动方法是可行的。（2）本文研究依托于一5层隔震结构工程实例，运用SeismoStruct软件建立了结构数值分析模型。根据其平面布置规则及结构损伤分布，选择损伤较严重的一榀框架为代表，建模后通过增量动力时程分析，进行隔震结构损伤研究。确定结构损伤计算所需参数及结构损伤状态描述，运用Matlab编程并求解结构损伤指数。本文损伤计算试用了3种损伤模型，发现其计算结果相差不大，故取Kunnath损伤指数模型计算结果为损伤分析依据。（3）在隔震结构损伤

4、计算的基础上，以损伤指数定义结构失效，利用Z-Score法、RSR法、TOPSIS法分析隔震结构在两类地震动作用下的主要失效模式，得到具有统计意义上的主要失效模式。同时采用编辑距离算法，简单评价结构主要失效模式，建议隔震结构主要失效模式统计分析选择Z分数法或RSR法。（4）基于隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下的损伤和地震失效模式分析，探究隔震结构附设阻尼装置的减震控制效果。在阻尼装置选定的情况下，以结构最大层间位移角、最大层剪力、结构响应时程、隔震支座最大位移、损伤指数等参数，主要对比分析了5种阻尼装置布置形式：各层均布、奇数层布置、偶数层布置、薄弱层布置、“位置逼近”布置方案，对结构的影响

5、。建议结构阻尼装置布置采用各层均布或“位置逼近”法。最后针对隔震层地震响应，通过上移隔震层且结构层布置阻尼装置的方法来控制，减震效果明显。关键词：近断层脉冲型地震动；隔震结构；损伤；失效模式；控制DamageModeandControlofIsolatedStructureundertheActionofNear-faultGroundMotionsDiscipline:DisasterPreventionandMitigationEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractSeismicisolationasoneofthe

6、effectiveanti-seismictechnologyhasbeenwidelyusedinengineeringstructures.Butexperienceinearthquakeshowsthatisolatedstructuresmaybedamagedtoacertaindegreeundertheactionofstrongearthquake.Meanwhile,near-faultpulse-likegroundmotionasaspecialkindofgroundmotionwithgreatharmdeservesspecialattention.Thougha

7、seriesofstudyonseismicisolationweredonebyscholarsathomeandabroad,studyaboutdamageorcontrolofisolatedstructuresundertheactionofnear-faultpulse-likegroundmotionsisless.Thestudyondamageandcontrolofisolat