不同隔震体系地震反应分析对比

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1、不同隔震体系地震反应分析对比辛晓鹏1，郭晓辉2(1．河北工程大学土木工程学院，河北邯郸056038；2．煤炭工业郑州设计研究院有限公司，河南郑州450007)摘要：本文借助于有限元软件sAP2000对某工程采用的传统结构、纯橡胶支座隔震、纯滑移支座隔震及并联复合隔震四种方案进行时程分析对比。结果表明：三种隔震体系都有明显的隔震性能，且并联复合隔震体系隔震性能介于纯橡胶垫隔震体系和纯摩擦滑移隔震体系之间，合理控制复合隔震的参数可得到一种隔震性能优良的隔震体系。关键词：隔震体系；时程分析；sAP2000中图分类号：TU352．1+2文献标识码：A文章

2、编号：1672—4011(2011)0l一0043—03C彻trastofseisIIIicRespon鼬ofDi胞瑚tI姗ati蚰SystemxINX池邺讨。GUoX汹也矗(1．cD№酽矿a口以En舒，珊^增，胁妊踟觇瑙蚵可E昭im}er．垤，舶，渤n056038；2．胁昭抽on赫咖口，谢嗍．

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4、heresultspr0删thatthreekindsofisoa砒i仰syste蛐hadob、，i．ousisolati∞eⅡ宅ct蛐dtheisolationeⅡbctofcompositeisolationwaslocatedbetweennlbberisolationsystemandslidingisolati咖system．Besides，c伽positeisolati∞isaisolationsystem0f900dpedb嘲nceinre《Isonableisolati∞pm丑mete疆．Keywords：isolationsys

5、tem；time—kstoryanalysis；SAP2000O前言目前，夹层橡胶垫隔震技术和摩擦滑移隔震技术是国内外研究和应用较多的隔震技术。这两项技术单独使用时各有优缺点。夹层橡胶垫隔震技术的隔震效果显著且稳定，易于控制，自复位性能好，但由地震长周期成分引起的共振将不能完全避免，而且橡胶垫隔震层的造价较摩擦滑移隔震的高。摩擦滑移隔震技术主要是通过隔离地震，并利用摩擦阻力耗散地震能量来实现减震，几乎不会发生共振现象，具有构造简单、施工方便、造价低廉等优点，但无自复位能力，震后有残余位移且位移难控制¨-。并联复合隔震体系是在隔震层中让夹层橡胶支座

6、与摩擦滑板并列放置。在承受小地震作用时，隔震层的剪力小于各摩擦滑板最大静摩擦力之和，摩擦滑板不产生滑移，橡胶支座也未发挥作用，此时结构的动力特性与传统结构相同；如果地震作用足够大，使隔震层的剪力大于各摩擦滑板最大静摩擦力之和，摩擦滑板开始滑动，联合橡胶支座共同发挥作用。此时夹层橡胶支座起到了延长结构自振周期和提供复位力的作用，以弥补纯摩擦滑移隔震体系不能自动复位的缺点：而摩擦滑板则起到隔离地震并利用摩擦力消耗地震能量的作用。这两种支座联合工作，最终达到消能减震的目的。l工程概况本工程为钢筋混凝土框架结构(平面布置图见图1)，共七层，每层层高3m，

7、Ⅱ类场地，属乙类建筑，设防烈度为8度(0．2g)，设计地震分组为二组，抗震等级为二级。柱的截面尺寸为500×500mm，主梁的截面尺寸为300×600mm，次梁为250×450舳，板厚为120mm。梁、柱、板的混凝土强度等级均为C30。2隔震支座的选型与布置隔震层设置在建筑物的最下层，即基础顶面。四种方案上部结构完全相同。方案一：传统非隔震结构，柱下固接；方案二：纯橡胶支座隔震体系，每根柱下都布置橡胶支座GZP600；方案三：纯滑板支座隔震体系，每根柱下都布置滑板支座，摩擦系数O．1；方案四：复合隔震体系，部分柱下布置橡胶支座GZP600，部分布

8、置与方案二相同的滑板支座，如图l，圆形代表橡胶支座，方形为滑板支座。圈1复合隔震层支座布置图3模型建立上部结构梁、柱、板构件均采用与实际工程对应的简化单元，即梁柱采用线单元，板采用壳(shell)单元，假定上部结构与支座连接均为固接。纯橡胶支座GzP600用滞回隔震器Rubberi80lator来模拟。其设计参数为：Ul方向，垂直(轴向线性)刚度=1．7×109N／m，有效阻尼为O；U2方向，(线性)有效刚度=0．9×106N／m，有效阻尼为0；(非线性)刚度=O．7×lO。N／m，剪屈强度=O．7×105N，屈服刚度初始刚度比=0．1；U3方向

9、的设置同U2。滑板支座用硒ctioni“ator模拟。其设计参数为：Ul方向，(线性)刚度=1．1×109N／m，有效阻尼为O；(非线性