高层建筑组合基础隔震结构减震机理与控制参数研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文高层建筑组合基础隔震结构减震机理与控制参数研究专业：建筑与土木工程硕士生：陈浩指导教师：王秋维副教授摘要组合基础隔震是将两种不同的隔震支座通过合理的方式组合在一起的隔震技术，目前常用的为叠层橡胶支座和滑板支座进行组合，两种支座取长补短，既可以通过摩擦滑移消耗地震能量，也可提供恢复力避免震后的残余位移。目前组合基础隔震技术在高层建筑结构领域得到了一定应用，但对于高层隔震结构而言，较大的高宽比会使上部结构在水平地震作用下产生较大的倾覆力矩，造成隔震层的提离，从而降低组合隔震体系隔震效果。在此背景下，本文将组合基础隔震技术应用于高层建筑结构，研究

2、其减震机理及关键参数的取值，所得结论可为工程应用提供一定参考。论文的主要研究工作包括以下几个方面：（1）从多质点层间剪切体系出发，推导组合隔震体系滑移判别条件，并就隔震层滑移前与滑移后不同状态下的运动方程进行阐述。为了明确不同的选波方法对于隔震结构时程分析产生的影响，分别根据同一结构隔震前与隔震后的特性，选取出两组不同的地震波，每组包含五条天然波和两条人工波进行时程分析。对比结果显示，按照结构隔震后特性所选地震波计算结果偏于安全。（2）依据规范要求，基于ETABS软件建立多个不同摩擦承压比的高层框-剪组合基础隔震结构，按照结构隔震后的特性选取三条地震波沿结构单向输入，

3、在不同烈度下对隔震结构进行时程分析，研究摩擦承压比对组合隔震结构产生的影响。分析结果表明，摩擦承压比与组合隔震结构的地震响应之间存在一个最优关系，当摩擦承压比的取值范围为0.2-0.4时，组合隔震体系可以取得较好的隔震效果。（3）选取合理的摩擦承压比，基于ETABS软件建立高层框-剪并联组合基础隔震结构，按照结构隔震后的特性选取三条地震波进行时程分析，同时考虑橡胶支座的拉压异性，变换拉压刚度比的取值，研究拉压刚度比的变化对组合基础隔西安建筑科技大学硕士学位论文震结构地震响应产生的影响。分析结果表明，当拉压刚度比取1/8到1/10时，对于上部结构计算产生的影响较小，且隔

4、震支座受拉验算也与实际相符合。（4）在现有并联组合基础隔震结构高宽比限值公式的基础上，补充考虑竖向地震作用，以隔震层边缘隔震支座不产生拉应力及压应力不超过规范限值作为控制条件，同时采用荷载的最不利组合，推导组合隔震结构的高宽比简化计算公式，并就公式的影响因素对高宽比限值进行分析。关键词：叠层橡胶支座；摩擦滑板支座；组合基础隔震；摩擦承压比；拉压刚度比；高宽比限值西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchonVibrationDampingMechanismandControlParametersofCombinedBaseIsolationStructuresofH

5、igh-riseBuildingsSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringName:ChenHaoInstructor:AssociateProf.WangQiuweiAbstractCombinedbaseseismicisolationtechnologyhavemaderapiddevelopment,whichcombinesthedifferentbearingsinacertainway.Generallycombinesthelaminatedrubberbearingswiththeslidingbearin

6、gs.Throughthereasonableparameterdesign,theadvantagesoftwokindsofbearingsformacomplementary,meanthattheycanconsumetheseismicenergybyfrictionalslipandproviderestoringforcetoavoidtheresidualdisplacementsaswell.Asseismicisolationtechnologyandresearchbecomegraduallymature,combinedbaseisolati

7、onhasenteredthefieldofhigh-risebuildings.Butforthehigh-riseseismicisolationbuildings,Aslightlylargeaspectratiomightcausethelargeroverturningmomentgeneratedatthesuperstructuresandleadtothelift-offofisolationlayer.Furtheritcouldinducethecombinedisolationsystemtobeineffective.Ther