论文部分内容阅读
隔震结构体系是区别于传统抗震结构体系的一种减震控制体系，通过设置隔震层延长结构自振周期，避开地震输入的卓越周期，同时吸收并消耗地震能量，最终减小结构的地震响应，确保结构安全，已经在世界各地得到推广使用。最近十几年世界多个城市发生了近断层地震，造成了严重的人员伤亡和结构破坏。近断层地震动具有明显的破裂方向性效应、上盘效应、长周期速度和位移脉冲运动等特征。现有研究表明近断层地震动对非隔震结构和隔震结构的作用效应与远场地震动明显不同，尤其可能会对隔震建筑等长周期结构的设计和实际隔震效果产生严重影响。 针对近断层地震动作用的特点，本文比较了近断层地震动与远场地震动作用下非隔震结构和采用单球面摩擦摆隔震支座(FPB)、双凹面摩擦摆隔震支座(DCFP)两种滑动摩擦隔震结构动力响应特点，分析了两种隔震支座的隔震性能。针对摩擦摆隔震支座在近断层地震动作用下位移较大的问题，通过附加粘滞阻尼器消耗隔震结构振动能量以减小隔震结构过大的水平位移，考察了不同阻尼比情况下隔震结构的动力响应。本文的研究对近断层区域隔震结构设计和地震响应分析具有一定的理论价值和实际意义。 通过非隔震和隔震结构的数值仿真分析，主要得到以下结论: 1.对于非隔震结构，与远场地震动相比，近断层地震动会引发结构较大的位移响应，加速度响应区别不大;另外，近断层地震动作用下结构底部1层到4层的层间位移角和层间剪力响应大于远场地震动下结构响应。 2.对于FPB隔震结构，近断层地震动同样引起较大位移响应，结构底部1层到3层的层间位移角和层间剪力响应大于远场地震动下结构响应;FPB隔震后结构响应是非隔震下的1/3，FPB起到良好的隔震效果;附加粘滞阻尼器能有效降低近断层地震动作用下结构水平位移，但会带来上部结构某些动力响应的放大效应。 3.对于DCFP隔震结构，近断层地震动同样引起较大位移响应，结构底部1层层间位移角和层间剪力响应大于远场地震动下结构响应;DCFP隔震效果显著;附加粘滞阻尼器后在近断层地震动作用下结构水平位移显著降低，同样也会对上部结构动力响应有一定负面影响。 4.在近断层区域设计建造隔震建筑时，DCFP是更好的选择;在近断层地震动作用下DCFP发生的水平位移会大于FPB，为此可在结构底部附加粘滞阻尼器来限制其滑动位移，粘滞阻尼器阻尼比选用20％较为合适。 本论文的研究结果，为近断层区域的隔震结构设计和分析提供了理论依据，为提高近断层区域的隔震结构抗震安全性提供了参考。