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1、第28卷第1期同济大学学报Vol.28No.12000年2月JOURNALOFTONGJIUNIVERSITYFeb.2000基础隔震位移反应谱及其应用122施卫星,李正升,汪大绥(1.同济大学工程结构研究所,上海200092;2.华东建筑设计研究院,上海200002)摘要:我国现行建筑抗震设计规范中,通常采用加速度反应谱来计算建筑结构的水平地震作用,结构地震反应的大小主要通过与结构自振周期相关的地震影响系数来体现.基础隔震结构不同于传统结构,结构自振周期长,隔震层变形大,阻尼大.在隔震结构抗震设计中,仅仅利用加速度反应谱进行抗震设
2、计是不充分的,需要验算结构的最大位移反应.为此,研究了基础隔震结构位移反应谱及其计算公式.关键词:基础隔震;位移反应谱;地震反应+中图分类号:TU352.12文献标识码:A文章编号:0253-374X(2000)01-0029-04CalculationandApplicationofDisplacementSpectruminBase-isolatedBuildings122SHIWei-xing,LIZheng-sheng,WANGDa-sui(1.ResearchInstituteofEngineeringStructures
3、,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.EastChinaArchitectureDesignandResearchInstitute,Shanghai200002,China)Abstract:Accordingtothenationalcode,thehorizontalearthquakeforceiscalculatedbytheaccelerationresponsespectrum.Theforceiscloselyrelatedtothebasevibrationperiodo
4、fbuildingstructure.However,base-isolatedbuildingsaredifferentfrombase-fixedones.Ithaslongvibrationperiod,largestoreydeformationandbigdampingratio.So,inthispaper,thedisplacementspectrumofbuildingiscalculatedandadesignformulaisgiventoenablethedesignertoconfinethemaximumd
5、isplacementsofbase-isolatedbuildings.Keywords:baseisolation;displacementspectrum;seismicresponse30年代美国开始了强地震动加速度过程的观测和记录,到40年代,美国已取得不少典型的实际地震记录,从而促进了抗震设计理论的重大发展.40年代初,M.Biot首先提出了利用地震记录计算反应谱的概念;50年代,G.W.Housner将反应谱理论现实化;60年代,美国N.M.Newmark提出了延性概念,利用延性系[1]数将弹性反应谱修改成弹塑性反应谱
6、.反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性的相互关系,利用加速度反应谱计算了由结构动力特性而产生的共振效应.反应谱抗震设计方法理论比较成熟,计算比较简便,世界上大部分国家的抗震设计规范将它作为基本设计方法.目前我国抗震设计反应谱不仅考虑了场地条件对加速度反应谱形状的影响,而且考虑了震中距对加速度反应谱形状的影响.结构地震反应的大小主要通过与结构自振周期相关的地震影响系数来体现.建筑结构基础隔震是结构抗震设计的新技术、新方法,它不同于传统结构体系,隔震结构具有自振周期长、隔震层变形大、阻尼大的特点.在基础隔震结构抗震设计中,由于隔震结
7、构中隔震层刚度很小,在地震作用下会产生很大的层间变形,这种变形对于结构本身无害但仍需要控制在一定范围之内.因此基础隔震结构的设计,不仅需要利用加速度反应谱进行地震反应计算,还需要位移反应谱对结构最大位移反应收稿日期:1998-09-17基金项目:上海市建设委员会资助项目作者简介:施卫星(1962-),男,上海人,副研究员,工学博士.30同济大学学报第28卷[2,3]应进行验算.1位移反应谱概念单自由度体系受到一个水平地震加速度分量¨xg(t)作用,体系的运动微分方程为2¨x+2ξωÛx+ωx=-¨xg(1)其中:ξ是结构阻尼比;ω是
8、结构自振圆频率.单质点体系的相对位移地震响应一般公式为t1-ξω(t-τ)x(t)=-¨xg(τ)esinω(t-τ)dτ(2)ω∫0在抗震设计中,对于给定的阻尼比ξ,不同自振周期T与最大相对位移反应x(t)之间的关系曲线就是相对位移
