基于最不利地震动的并联隔震结构隔震层位移反应谱

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并联基础隔震是将橡胶垫支座和摩擦滑移支座并联使用的一种隔震技术,通过合理的参数选择,可以充分发挥两种传统隔震技术的优点,但并联隔震结构尚未形成简化设计方法。本文通过对并联隔震结构在最不利地震动下的隔震层位移反应谱的研究,为并联隔震结构的设计提供参考。本文比较了并联隔震结构的几种简化模型,结果表明双质点模型的分析精度较高,分析了并联隔震结构的地震反应特征,并验证了最不利地震动对并联隔震结构的适用性。从双质点模型的运动微分方程出发,指出影响隔震层位移的主要参数分别是隔震层的等效阻尼比ξeq,屈重比τ、屈服剪力系数η,而上部结构与隔震层的质量比对隔震层位移的影响很小。基于最不利地震动对并联隔震结构进行了参数分析,分析表明,隔震层位移随隔震层阻尼比ξb增加而减小;对短周期结构,τ对隔震层位移影响很小,对中长周期结构,隔震层位移随τ的增大而减小;隔震层位移随η增大而减小。给出了参数的优化取值。将并联隔震结构划分为短周期结构、中周期结构和长周期结构,输入不同场地土的最不利地震动,给出了隔震层阻尼比ξb为0.05时的隔震层位移反应谱,考虑并联隔震结构阻尼比的变化,给出0.05~0.25之间任意ξb下隔震层位移反应谱的调整公式。并进行误差分析,验证了阻尼比简化调整的可行性,从而只需查表并套用阻尼比的简化公式,就可以计算出并联隔震结构最不利地震动下的隔震层位移。
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