【摘 要】
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框架—核心筒结构受力性能良好,空间布局灵活,在高层建筑中被广泛应用。随着建筑场地的复杂及建设高度的不断增加,其抗震性能面临严峻挑战,为此,本文将隔震技术应用到高烈度区高层框架—核心筒结构中,以多条近场地震动为激励输入,通过有限元分析得到结构响应参数,基于不同隔震布置方式研究近场高烈度区该结构隔震性能相关问题,主要工作及结论如下:(1)在既有近场地震动相关研究下,依据近场地震动选取准则,选取8条研究
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框架—核心筒结构受力性能良好,空间布局灵活,在高层建筑中被广泛应用。随着建筑场地的复杂及建设高度的不断增加,其抗震性能面临严峻挑战,为此,本文将隔震技术应用到高烈度区高层框架—核心筒结构中,以多条近场地震动为激励输入,通过有限元分析得到结构响应参数,基于不同隔震布置方式研究近场高烈度区该结构隔震性能相关问题,主要工作及结论如下:(1)在既有近场地震动相关研究下,依据近场地震动选取准则,选取8条研究所需近场地震动,8条近场地震动均值PGA为0.615g,约为8度抗震设防地震加速度的3倍;反应谱峰值区间为0.5s~1s,峰值持时短;傅里叶谱值集中在0Hz~2Hz,低频成分丰富。(2)基于工程实际,运用有限元分析软件建立了高烈度区高层框架—核心筒结构模型,分析结构振动特性,分析其位移及内力变化情况,结果表明:反应谱分析与时程分析时,结构响应变化趋势基本一致,在梁柱截面变化处层剪力及层位移突变明显,结构在第2层层间位移角最大。(3)基于原结构分析结果,分别设计三种基础隔震布置方案、三种层间隔震布置方案,进行模态分析和动力时程分析,分析在设防地震下不同隔震布置结构地震响应,分析结果表明:布置隔震层后结构第一自振周期平均增加50.57%和43.12%;层剪力平均减幅为47.29%和44.78%;层位移角平均减幅为34.89%和32.14%,层位移平均减幅为26.74%和24.92%;因此,隔震布置可有效降低结构地震响应,且基础隔震布置优于层间隔震布置。(4)基于设防地震下最优的基础隔震与层间隔震布置,选取近场地震动作为激励输入进行地震响应分析,分析结果表明:基础隔震结构层剪力、层位移角及层位移平均减幅42.57%、21.63%和45.73%,隔震效果良好;层间隔震结构隔震层部分支座位移超限,在其隔震层增设黏滞阻尼器(VFD)形成层间组合隔震体系,对结构进行隔震控制,其层剪力、层位移角及层位移平均减幅29.15%、21.53%和31.64%,隔震效果较好。因此,近场地震动作用下,基础隔震结构优于层间隔震结构。(5)通过耗能占比分析可知,基础隔震结构平均耗能为45.92%,有VFD作用的层间隔震结构平均耗能为34.22%,两种隔震布置隔震层均可较好吸收地震能量,基础隔震结构可更有效吸收近场地震动能量,结合隔震性能分析,基础隔震结构设计方案为最佳隔震设计方案。
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