不同地震烈度对LRB支座隔震效果的影响分析

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1、工程试验与研究广东建材2015年第9期1引言不同地震烈度对LRB支座隔震效果的影响分析张文雷劲松(西南科技大学土木工程与建筑学院)【摘要】为了研究在不同地震烈度下铅芯叠层橡胶(LRB)支座隔震结构的隔震效果，通过有限元分析软件SAP2000建立5层框架传统抗震和基础隔震模型，分别研究两种结构模型在七度、八度、九度地震作用下的动力反应。研究结果表明：地震烈度越大，隔震结构相对于抗震结构而言，层间位移和层问剪力的减小幅度也逐渐增大，即隔震效果更好。【关键词1LRB隔震支座：地震烈度；SAP2000：动力时程分析；隔震效果铅芯叠层橡胶(LRB)支座隔震就是在基础与上部结构之间布置

2、一层LRB支座的隔震层。LRB支座具有一定的刚度和阻尼，能有效的延长结构的自振周期，使其远离场地的特征周期，且能吸收、耗散一部分地震能，从而确保建筑物本身以及内部仪器、设备的安全【l’2j。当地震烈度确定时，无论在多遇地震还是罕遇地震作用下隔震结构的层间位移相比于抗震结构均有明显的减小，且其上部结构的内力也有大幅减小旧_]。这说明LRB隔震支座的施加对结构的动力反应有较好的减缓作用。一92本文在此基础上，进一步研究了在不同地震烈度下，铅芯叠层橡胶支座隔震结构更能发挥其隔震性能的优势，分析比较隔震结构更加适用的地震区。因此，本文分别对比了七、八、九度罕遇地震作用下隔震结构的层

3、间位移和层间剪力减小的幅度，从而得到一些规律。这些规律对实际工程的应用具有一定的参考意义。2数值模型2．1结构模型传统的抗震分析模型采用5层框架混凝土结构，平面布置图见图1。每层层高均为3．3m，结构总高度土动态压缩性能研究[J]．太原理工大学学报，2013，44(2)：251—254．[13]GradyDE．ShockequationofstatepropertiesofconcreteC1．StructuresunderShockandImpactIV，Com—putationalMechaniCS．Boston，1996．405—414．[14]NGebbeken，S

4、GreulichandAPietzsch．Hugoniotpropertiesforconcretedeterminedbyfullscaledetonationexperimentsandflyer—plate—impacttests[J]．In—ternationalJournalofImpactEngineering，2006，32(12)：2017-2031．[15]王永刚，张远平，王礼立．C30混凝土冲击绝热关系和Grtlneisen型状态方程的实验研究[J]．物理学报，2008，57(12)：77897793．[16]谢林茂．摆锤冲击加载岩石动态试验装置[D]．

5、东北大学学报，201lI[17]吴燕瑞．基于加速度测量的仪器化冲击试验方法研究[J]．广西大学学报：自然科学版，2012：573—579．[18]董新龙，洪志权，高培正，等．混凝土板震塌破坏过程的实验及数值模拟分析[C]．第七届全国二[：程结构安全防护学术会议，2009．7：3438．F他乩∞程l究帕垤订on0的一一一帅蝴．如栅一啦m～一一躲一试一一～一一一一．一～一一一一一一一一一一～一一一～一眦一一一一一一～一～一一～一一一一姗一一一～一一一一一嘶一～一～一广东建材2015年第9期工程试验与研究16．5m，平面尺寸为39．Omx16．8m。框架柱截面尺寸为600mmX6

6、00ram及500mmx500mm，框架梁截面尺寸为300mmX700mm及300mmx800mm，板厚120mm，混凝土强度等级C30，钢筋HRB400。隔震分析模型中，上部结构构件材料、尺寸和布置完全相同。隔震支座采用铅芯叠层橡胶支座，每根框架柱与基础连接处设置1个隔震支座，根据支座选用原则，本模型支座采用直径为600ram的LRB，支座参数[s1见表l。设计地震分组为第二组，II类场地土，场地特征周期为0．4s。晷∞萎^{●熹『‘凸l一。●一78∞7湖7啪78∞瑚拍0。OfnanC)《bdn《图1结构平面布置图2．2有限元模型本文采用有限元软件SAP2000进行建模分

7、析，模型中的梁、柱采用程序中的框架单元模拟，钢筋混凝土楼板采用膜单元来模拟，铅芯叠层橡胶支座采用SAP2000单元库中连接／支座单元的RubberIsolator连接单元来模拟，橡胶隔震单元中的U1方向只能定义线性属性，考虑U2，U3两个方向的非线性变形[6

8、。三维有限元模型见图2。图2三维有限元模型2．3输入地震波根据地震动的主要参数，如地面震动强度、地面震动频谱特征、地面震动持续时间。本文选用EL—Centro波，加速度峰值为341．7cm／s。，时间间隔为0．02s，持续时间为30s。EL-Centro波地震