【摘 要】
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近断层脉冲型地震动的位移脉冲运动和长周期速度对结构的延性需求和结构地震响应具有明显的放大效应,会对结构的抗震设计产生不利影响。本文研究的医院建筑在地震时承担医疗救护功能,能最大程度地减少人员伤亡,关系到社会公共安全,是抗震设防的重点。在国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB?50223—2008)中,医院建筑被划分为重点设防类(乙类)。因此,研究近断层脉冲型地震动作用下医院建筑减隔震技术尤为重
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近断层脉冲型地震动的位移脉冲运动和长周期速度对结构的延性需求和结构地震响应具有明显的放大效应,会对结构的抗震设计产生不利影响。本文研究的医院建筑在地震时承担医疗救护功能,能最大程度地减少人员伤亡,关系到社会公共安全,是抗震设防的重点。在国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB?50223—2008)中,医院建筑被划分为重点设防类(乙类)。因此,研究近断层脉冲型地震动作用下医院建筑减隔震技术尤为重要。为此,以西安市曲江医院综合楼工程为实例,运用有限元结构分析软件(SAP2000)对结构进行减隔震设计。基于不同的减隔震布置方案,研究近断层脉冲型地动作用下医院建筑结构的抗震性能,为提高医院建筑的抗震性能及医院建筑减隔震设计和研究提供一定的参考依据,主要工作及结论如下:(1)提取近断层脉冲型地震波Chi-Chi_Taiwan波、Landers波、El Mayor-Cucapah_Mexico波的地震影响系数与西安地区最大地震影响系数对比得出:3条近断层脉冲型地震波的地震影响系数大约是抗震设防地震的3倍。(2)通过对结构进行模态分析得出:三种基础隔震结构方案与原结构相比,结构的第一阶自振周期均有大幅的增加。三种消能减震结构方案与原结构相比,方案一(布置VFD)结构自振周期基本不变,方案二(布置BRB)结构自振周期降低,方案三(同时布置VFD和BRB)结构自振周期小幅度降低。分析结果表明:隔震层能够有效降低地震对结构的响应、减小结构刚度、增加结构周期。消能器能够吸收地震动能量,减少地震对结构的响应、增加结构刚度、降低结构周期。(3)设防地震下对原结构、隔震结构和消能减震结构进行时程分析得出:原结构与三种基础隔震结构的层间剪力相比,其剪力均有大幅的降低;原结构与三种消能减震结构的层间剪力相比,其剪力降低明显但减幅效果低于隔震结构。分析结果表明:基础隔震结构相对于消能减震结构能更有效降低结构的层间剪力。(4)近断层脉冲型地震动对原结构、设防地震最佳的基础隔震方案与消能减震结构方案进行时程分析得出:基础隔震比原结构的楼层位移、层间位移角、楼层剪力均有大幅的降低;消能减震结构比原结构的楼层位移、层间位移角、楼层剪力均有明显降低。分析结果表明:在近断层脉冲型地震动作用下,基础隔震结构相对于消能减震结构抗震效果更好。(5)近断层脉冲型地震动下对基础隔震结构与消能减震结构进行地震波能量耗散分析得出:消能减震结构和基础隔震结构均能减少地震波能量对结构的破坏,基础隔震结构的平均耗能大于消能减震结构的平均耗能。综合分析得出;基础隔震结构消耗脉冲型地震动的能量优于消能减震结构。因此,基础隔震结构可以作为最优的抗震设计方案。
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