加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究

《加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第２６卷第５期振动工程学报Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．５２０１３年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＯｃｔ．２０１３＊加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究王曙光１，赵学斐１，苗启松２，刘伟庆１，杜东升１（１．南京工业大学土木工程学院，江苏南京２１０００９；２．北京市建筑设计研究院，北京１０００４５）摘要：研究外套加层隔震体系在对老旧砌体房屋改造过程中铅芯叠层橡胶隔震支座（ＬＲＢ）的参数优化配置问题，并对参数优化后结构的弹塑性进行数值分析和试验研究。选取隔震层的屈重比作为隔震支座的控制参数，建立模型分析隔震层在不同屈重比下结构的基底剪力和隔震层位移。

2、分析表明加层隔震结构的隔震层存在一个最优的参数范围使得结构在地震作用下的响应最小，结构进入塑性后，仍能发挥较好的隔震效果。试验结果表明经参数优化的层间隔震结构随着地震输入幅值的增加，隔震层上部结构的调谐作用越强，其隔震效果越明显，当结构震损后隔震效应依然存在，但隔震效果小于未损伤的模型，与理论相符合。关键词：加层隔震；参数优化；屈重比；ＴＭＤ效应中图分类号：ＴＵ３５２．１２；ＴＵ３１１．３文献标识码：Ａ文章编号：１００４－４５２３（２０１３）０５－０７２２－１０［６］隔震加固效果。本文针对这种新型的隔震加固体引言系，提出了ＬＲＢ的参数优化方案，以实际工程项目为依据建立了

3、不同隔震层参数下的结构计算模型，基础隔震结构自２００１年被纳入中国《建筑抗震分析不同隔震层参数下结构的地震动反应，进行参设计规范》以来，针对基础隔震体系的研究越来越成数优化，并进行了相关的弹塑性分析和试验研究，检熟。层间隔震体系是对基础隔震体系的进一步发验参数优化后的隔震加固效果。［１］展，将隔震支座设置于某层柱和楼板之间进行结构地震响应控制。叠层橡胶铅芯支座（ＬＲＢ）是目前１ＬＲＢ恢复力模型的选取［２］工程界普遍应用的隔震元件，在普通叠层橡胶支座（ＲＢ）中灌入铅芯而成，铅的屈服力低，再结晶能现有的ＬＲＢ恢复力模型中，比较常见的有双线力强，当支座发生反复的剪切变形时具有

4、很好的消性模型、修正双线性模型、Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型等。采用能能力，将隔震、消能与限位等诸多功能结合在一双线性模型与修正的双线性模型进行隔震计算时，起。然而ＬＲＢ是一种强非线性的隔震元件，ＬＲＢ会存在以下两个缺陷：（１）屈服后刚度和卸载刚度与的滞回消能特性主要由其屈服剪力、初始剪切刚度试验曲线都不太一致，特别是过低评价卸载刚度，将和屈服后刚度所决定。层间隔震结构工作机理比较会过低地评价高阶振型激发的加速度反应值；（２）内复杂，较小的隔震层刚度可能有效控制隔震层上部滞回曲线不耗散能量，这与试验结果不符，可能低估结构的地震响应，却有可能放大下部结构的地震响隔震效果。Ｂｏｕｃ

5、－Ｗｅｎ模型能够很好地模拟橡胶支［３］应。如何合理优化这些参数，使结构总体地震响座的非线性强化，同时适用于高阻尼橡胶支座和铅［４］应最小，是进行层间隔震设计的重要问题。芯橡胶支座。结构分析软件ＳＡＰ２０００和ＥＴＡＢＳ利用加层隔震技术对老旧砌体房屋进行加固是等采用简化后的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型来模拟铅芯橡胶支［５］一种较新的加固方式，采用外套预制混凝土墙片座。对原砌体结构进行加固，并利用加层隔震技术在原本文利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ对隔震模型进房屋顶部增加楼层以提高城区的土地利用率，可达行地震作用下的弹塑性分析，以检验其进入塑性阶到施工便捷与经济效益的结合。这种特殊结构体

6、系段后的隔震效果。Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ模型适用于模在隔震设计过程中需要进行参数优化，以达到最好拟高阻尼橡胶隔震支座。日本免震协会将修正双线＊收稿日期：２０１２－０６－０１；修订日期：２０１３－０５－２３基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７８２１９，５０９０８１１５）第５期王曙光，等：加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究７２３性模型与Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ模型组合来模拟铅芯橡胶支座，该模型在各个方面（等效刚度、等效阻尼、能量耗散等）与试验结果取得了很好的一致性。该模型骨架曲线与修正双线性模型相同，滞回曲线加载段采用双线性模型、卸载段采用Ｒａｍｂｅｒ

7、ｇ－Ｏｓｇｏｏｄ模型。其滞回曲线如图１所示。在综合比较了各个恢复力模型的优劣后，通过组合使用ＴＲＵＳＳ单元与用户材料子程序ＵＭＡＴ，在ＡＢＡＱＵＳ中开发了修正双线性＋Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ模型。图２为ＡＢＡＱＵＳ数值模拟的ＬＲＢ支座滞回曲线，图３为试验实测ＬＲＢ滞回曲线，可以看出，开发出的修正图３试验ＬＲＢ滞回曲线双线性＋Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ模型与试验结果吻合较Ｆｉｇ．３ＴｈｅｔｅｓｔｅｄＬＲＢｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐ好。板构件对其进行外套加固处理，并利用加层隔震技术在加固后砌体结构顶部增加１～２层的钢结构楼层。砌体结构