浅议框架层间隔震结构动力时程研究

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1、浅议框架层间隔震结构动力时程研究摘要：隔震结构体系是区别于传统抗震体系的新型被动控制体系，隔震结构体系改变了传统抗震结构体系的耗能原理，通过隔震层的耗能装置来吸收和消耗地震能量。本文阐述了层间隔震技术的原理，给出了层间隔震结构动力时程分析的计算方法。通过模型分析可知，层间隔震结构具有明显的楠震减震效果。关键词：框架结构层间隔震时程分析Abstract：Seismicisolationstructures,anewpassivecontrolsystemthatisdifferentfromthetraditiona

2、lseismicsystem,haschangedtheenergyconsumptionprincipleoftraditionalseismicisolationstructure,bywhoseenergy-consumingdevicesintheisolationlayertheseismicenergyisabsorbedandconsumed.Thispaperdescribestheprinciplesofseismictechnologyoftheisolationlayer,andgivesth

3、ecalculationmethodsofdynamictime-procedureanalysisofinterlayerseismicisolator!structures.Basedonmodelanalysis,itconcludesthattheinterlayerseismicisolationstructurehassignificanteffectofseismicabsorbing.Keywords：framestructure；interlayerseismicisolation；time-pr

4、ocedureanalysis中图分类号：TU3 ； ； ；文献标识码：A 文章编号:2095-2104(2012)0前言对于地震作用，建筑物的结构设计历来都是以抗震设计方法为主。隔震，即隔离地震，即在建筑物的某一部位设置隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，降低上部结构的地震作用，达到预期的防震要求，使建筑物的安全得到可靠的保证。其本质作用是把结构与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来，这种分离与解耦是通过增加系统的柔性和提供适当的系统阻尼来实现的。根据隔震层的位置不同，隔

5、震形式一般可分为基础隔震和层间隔震两种。设置隔震层后，结构的地震响应和动力特性将会发生显著的变化，并且，隔震层的位置不同，其隔震机理也有很大的区别。1隔震结构的构成[1]现在使用最多的隔震建筑的构成系统模式如图H1所不。1_1隔震建筑的构成系统模式1-1中，①表示在竖向方向支撑上部结构的装置；②表示在水平方向支撑上部结构的装置；③表示上部结构和下部结构发生相对位移时吸收能量的单元，其中对于下部结构，如是基础隔震形式则为地基基础，如果是层间隔震形式则为隔震层的下面楼层。①、②和③都是隔震结构特有的结构单元，被称为隔震

6、装置。即通过①②③这些装置将上部结构和下部结构柔软地连接在一起。实际装置通过使用不同的①②③各装置，能组合出具有各种特性的系统。此外，即使是相同的系统，选择不同物理性质的①②③，系统性质也会不同。目前使用的代表性的系统有：(1)叠层橡胶支座发挥①+②的功能，另外设置的阻尼器用来发挥③的功能；(2)利用铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座将①②③的功能并入为一个隔震支座；(3)滑动支座发挥①+③的功能(将滑动产生的摩擦力作为阻尼)，另加弹簧构件发挥②的功能。2隔震装置的设计理论[1][2-6]设计隔震支座和阻尼器时，与其他结

7、构构件一样，要满足工程上要求的定量性，因此必须认识到叠层橡胶支座、阻尼器与梁、柱等同样为结构构件，需要确定其尺寸、材料及性能。由隔震构件构成的机构即名之为隔震系统。橡胶支座理论的假定条件(1)微小变形理论对于橡胶支座的刚度计算公式基本上来源于弹性理论，适用于发生微小变形的情况。实际上，橡胶材料是非线性材料，遇到地震时的变形又大，所以计算刚度是要留意评价材料性能。(2)内部钢板的全钢化内部钢板受到纯压缩时，为约束水平方向的变形，钢板的平面内强度很关键。但是，当受压荷载与剪切变形同时发生时，内部钢板会有平面外变形，与支

8、座的压力相关性很大。当内部钢板很薄，有中心孔时，这种倾向尤其明显。(3)非压缩性材料橡胶材料基本上属于非压缩性材料，体积变化非常小。因此，橡胶材料的泊松比v接近0.5。弹性模量E0和剪切模量G存在以下关系：E0=2(l+v)G。将v=0.5代入上式，则得出E0=3Go下面的公式中利用了这一关系式，把剪切模量G作为表示橡胶性质的材料常数。3层间隔震结构的动力时