框架结构基础滑移隔震动力分析
基础滑移隔震技术属被动控制的一种，是开发和应用最早的隔震措施之一。它通常在上部结构和基础间设置刚度较小的隔震层，利用隔震层产生的较大水平位移和变形来消耗地震能量，并隔离能量向上部结构的传递从而降低上部结构的地震反应。目前我国90％以上的建筑物隔震都是用橡胶支座，而它的造价较高，考虑到村镇建筑仍以造价较低的中低层房屋为主导，本文在参考大量文献的基础上，选择砂砾石垫层作为结构的隔震元件，因其简单易行，造价低廉，可就地取材，有着显著的减震效果，更适用于大多数低层或多层建筑。
本文通过大量相关文献的分析及研究，概括总结了基础隔震体系的优越性和国内外的发展概况，阐述了基础摩擦滑移隔震结构的基本原理。本文采用有限元分析软件ANSYS建立多层框架计算模型，基础下隔震材料选用级配良好的砂砾石，根据规范选定两条著名的强震记录和一条人工波:EL-centro波、天津波和上海人工波，地震波持时均为15s，考虑烈度为7度、8度及9度，垫层变化厚度考虑0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、3.0m，共5个剖面，分别输入水平单向地震作用进行计算，对比并分析结构的周期、模态、隔震层滑移量、最大基底剪力，顶层相对位移等计算结果，可得:在任何给定烈度的地震作用下，铺设的砂砾石垫层厚度越大，基底滑移量也越大，但结构顶部相对位移越小，即上部结构作为整体“平移”的效果越明显，隔震效果越理想。通过对不同烈度下结构动力反应的对比与分析，可知设置砂砾石隔震层厚度为2m时的多层框架结构在烈度不同的情况下都能够收到较为理想的减震效果。
本文通过对数据的分析表明，结构隔震层滑移量最大值为5.4cm，只需在设计中加大基础附加宽度，而无需增加限位装置。并进一步提出，对于砂砾石垫层隔震结构的设计，应允许建筑相对基底垫层产生一定的位移，而不应简单的因不能复位而否定这种造价低廉、施工简便、减震效果良好的隔震结构形式。而这个“允许位移”限值如何确定，则是值得进一步探讨的问题。
框架结构;基础滑移隔震技术;砂砾石
华北水利水电大学
硕士
防灾减灾工程及防护工程
张新中;唐克东
2013
中文
TU352.11
79
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）