隔震结构长周期不利地震行为及控制研究

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1、密级公开分类号ＴＵ３５２．１ＸＩ’ＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：隔震结构长周期不利地震行为及控制研究作者：文ｉ刘星指导教师：周雪峰教授申请学位学科：结构工程２０１８年５月１１日隔震结构长周期不利地震行为及控制研究学科：结构工程研究生签字：导师签字：摘要隔震技术是一种日趋成熟的结构振动控制技术，在实际应用中越来越多，其隔震效果多次通过实际地震得到检验，抗震性能被证明明显优于传统非隔震结构。但是，在一些长周期地震作用下，如近场脉冲型地震动和远场长周期地震动，隔震结构可能受到不利影响。当前已有较多研究证实近场脉冲

2、型地震动对隔震结构的破坏，但对于远场长周期地震动可能对隔震结构造成的不利影响研究较少，在已有震害记录证实其破坏性的情况下，展开相关研究显得尤为重要。本文根据相关文献以及对不同类地震动特性的研究，制定选波准则并选取多条常规地震动和多条远场长周期地震动。基于某工程实例利用Seismostruct软件建立一榀基础隔震框架结构非线性分析模型，应用动力时程分析方法研究结构在大震下的地震响应特点，进一步运用增量动力分析方法对结构进行地震易损性分析，从统计和概率的角度对其抗震性能进行研究，从而得到结构在远场长周期地震动作用下的不利行为。基于结构非预想地震行为建立三种不同黏滞阻尼器布置方案，并按照上

3、述分析方法研究不同控制措施的减震控制效果，研究所得结论如下：1）通过比较常规地震动与近、远场长周期地震动的持时，结果表明持时可以较好区分常规地震动与长周期地震动，但在近、远场长周期地震动之间区分度不明显。2）通过地震动强度指标与隔震结构地震响应相关性分析发现：加速度型指标和位移型指标与结构响应之间的相关性明显，位移型指标相关性差，因此建议在工程抗震分析中，若隔震前周期T1≤2.0s时，选取指标Ic，当T1>2.0s时，选取指标PGV。3）通过研究大震下结构地震响应特点和基于增量动力分析的地震易损性研究发现：基础隔震框架结构在远场长周期地震动作用下破坏概率明显增大，抗震性能降低，从变形

4、分布特点来说，变形主要集中于结构底层，为结构的“薄弱层”。4）基于结构地震响应分布特征，对隔震结构地震响应附设不同布置方案的黏滞阻尼器控制效果进行研究，相关研究发现：附设黏滞阻尼器能较好提高基础框架隔震结构的抗震性能，但不同层增设黏滞阻尼器会造成其他楼层地震响应的增大，要达到均衡控制各楼层地震响应，更好提高结构抗震性能，建议在薄弱处增加黏滞阻尼器。关键词：隔震结构；远场长周期地震动；抗震性能；地震响应；黏滞阻尼器StudyonUnfavorableSeismicBehavioroftheIsolatedStructureunderLong-periodEarthquakeandCon

5、trollingResearchDiscipline:ConstructureEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractSeismicisolationtechnologyisanincreasinglymaturevibrationcontroltechnologyforstructures,whichismoreandmorewidelyusedinpractice.Itsseismicisolationeffecthasbeentestedthroughactualearthquakesformanytime

6、sanditsseismicperformancehasbeenprovedtobesignificantlybetterthantraditionalnon-isolatedstructures.However,undertheactionofsomelong-periodearthquakes,suchasnear-fieldpulsedgroundmotionsandfar-fieldlong-periodgroundmotions,theisolatedstructuresmaybeadverselyaffected.Atpresent,manystudieshaveconf

7、irmedthatnear-fieldpulsedgroundmotionscandamagetheisolatedstructures.Buttherearefewstudiesontheadverseeffectsoffar-fieldlong-periodgroundmotionsontheisolatedstructures.Sothatitisparticularlyimportanttocarryouttherelevantresearch,i