《长周期地震动作用下高层隔震结构减震性能试验研究》-工学论文，振动工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

长周期地震动作用下高层隔震结构减震性能试验研究

范文

吴应雄　颜桂云　石文龙　祁皑

摘要：近、远场长周期地震动中的长周期和近场脉冲特性的存在，可能导致长周期的高层隔震结构产生隔震层位移放大效应。通过振动台试验分析与验证其对长周期的高层隔震结构减震性能带来的不利影响，首先分析近、远场长周期地震动的反应谱特性；接着设计制作一个具有典型工程意义的大底盘单塔楼缩尺模型，进行有限元分析与振动台试验，探讨长周期地震动对楼层加速度、层间位移和隔震层位移等减震性能的影响；最后针对可能出现的隔震层位移超限问题，提出在隔震层增设黏滞阻尼器组成的复合减隔震体系，分析验证其减震和限位保护效果。结果表明：远场长周期地震动下隔震结构的响应明显大于普通周期地震动；近场脉冲长周期地震动作用下结构减震效果较差，隔震层位移明显大于位移容许值；复合减隔震体系有效地控制了隔震层的最大位移，降低了大底盘的加速度和层间位移响应，同时对上部塔楼也具有较好的减震效果。

关键词：长周期地震动；高层隔震结构；近场脉冲型地震动；复合减隔震；振动台试验

引言

历次震害研究发现，在某些地震区域虽然震级不大，但地表破裂带却产生超烈度强振动，附近建（构）筑物受损严重，尤其是高层建筑。随着对地震动特性研究的不断深入，发现了长周期地震动与普通周期地震动的差别，尤其是近场长周期地震动，除了地震动含有的长周期特性，还表现出明显的长周期速度脉冲、大的速度峰值与加速度峰值的比值和较大的反应谱幅值等特点，使得自振周期较长的建筑结构在地震中的某个瞬间受冲击产生强烈的脉冲特性地震响应，损伤严重。

目前，建筑结构隔震技术应用广泛，隔震结构由于显著延长了结构的自振周期而减少了地震响应（通常延长3倍以上），已有一些学者进行了长周期地震作用下隔震结构地震响应的研究。文献[2，4]分析了不同场地土类型对隔震结构产生的影响进行研究。文献[5]基于隔震结构的简化模型，研究了不同场地类别和震源机制对近场脉冲反应谱特性的影响。文献[6-7]研究了在长周期地震动和普通周期地震动作用下隔震结构模型的动力响应。文献[8]研究在近场脉冲地震动作用下，层间隔震结构的隔震层位移过大问题，并探讨其限位保护。文献[9]选取172條近场长周期地震动，分析长周期地震动对处于不同隔震层位置的隔震结构影响。

从上述研究结果可知，已有研究大多介绍近场长周期对结构响应的理论分析，并未针对远场、近场（脉冲、非脉冲）长周期的特性进行深入的讨论，特别是缺乏结构模型的模拟地震动试验验证。目前，隔震结构的计算是利用普通周期地震动进行动力时程分析，并利用近场影响系数来考虑近场地震动，但在近场脉冲长周期地震动作用下，隔震结构的位移响应是否会超出此系数的考虑范围，而造成隔震支座位移超限，结构失稳破坏，尚不明确。

基于此，本文首先对近场（脉冲、非脉冲）、远场长周期地震动以及普通周期地震动作用特性进行对比分析；其次建立一个具有典型工程意义的大底盘上塔楼缩尺基础隔震结构模型，研究其在长周期地震动作用下（尤其是近场脉冲长周期）可能出现的位移超限等问题，通过在隔震层增设黏滞阻尼器组成复合减隔震体系进行应对。对结构模型进行数值模拟和振动台试验，对比分析在上述地震动作用下结构的地震响应差异，并探究复合减隔震体系对于解决近场含脉冲长周期地震动作用下隔震层位移超限问题的有效性以及限位保护作用。

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。