基于减、隔震联用的钢结构动力响应分析

作     者：寇恒 陈前瑞 宋彧 陈文凯 池佩红 Heng Kou;Qianrui Chen;Yu Song;Wenkai Chen;Peihong Chi

作者机构：甘肃省地震局兰州730000 兰州理工大学土木工程学院兰州730050 

基　　金：中国地震局地震预测研究所基本科研业务专项(2020IESLZ05) “十三五”国家重点研发计划项目(2017YFB0504104) 

出 版 物：《钢结构（中英文）》 (Steel Construction（Chinese & English）)

年 卷 期：2022年第37卷第8期

页      码：17-25页

摘      要：基于减、隔震联用能为结构提供多道抗震设防的思想,提出了一种适合高烈度地区建造高层钢结构的应用技术。为了研究减、隔震联用对高层钢结构的减震特性,对比分析了层间隔震位置的布置规律,根据结构层间剪力和楼层加速度值对比,并考虑经济效果,得出将层间隔震布置在第4层柱顶(刚度突变处)的方案。建立了传统抗震结构(模型Ⅰ),层间隔震结构(模型Ⅱ),减、隔震联用结构(模型Ⅲ)的SAP 2000有限元模型,通过反应谱分析,得到三种模型的自振周期,通过罕遇地震下8度(400 cm/s^(2))和8度半(510 cm/s^(2))的地震动计算分析,得到3种模型的层间位移、楼层加速度、层间剪力、隔震支座和防屈曲支撑的滞回曲线。结果显示:对比模型Ⅰ和模型Ⅱ,8度(400 cm/s^(2))和8度半(510 cm/s^(2))地震作用下模型Ⅲ的隔震层位移降幅分别为10.5%、14.8%;在400 cm/s^(2)和510 cm/s^(2)地震作用下,模型Ⅰ楼层加速度峰值逐渐变大,模型Ⅱ、模型Ⅲ较模型Ⅰ在隔震层以上楼层相对加速度峰值显著减少,且楼层间变化幅度不大,模型Ⅲ相比模型Ⅱ的隔震层以下楼层加速度更低;模型Ⅱ结构顶层相对加速度较模型Ⅰ减少50%左右,模型Ⅲ结构顶层相对加速度较模型Ⅰ减少可达到60%;400 cm/s^(2)作用时模型Ⅱ和模型Ⅲ隔震层以下楼层的剪力比最大值分别为0.710和0.613,而隔震层以上楼层的分别为0.449和0.427;在510 cm/s^(2)作用下,模型Ⅱ、模型Ⅲ隔震层以下楼层的剪力比最大值分别为0.741和0.602,而隔震层以上分别为0.421和0.389;罕遇地震下铅芯隔震支座(LRB)的滞回曲线饱满,最大位移达到161.6 mm(510 cm/s^(2))、124.5 mm(400 cm/s^(2)),消耗了大部分地震作用,模型Ⅲ铅芯隔震支座的滞回环较模型Ⅱ的有所减小,说明底部布置防屈曲支撑(BRB)分担了部分地震作用,与LRB联用产生互补效果;500 cm/s^(2)下滞回环较400 cm/s^(2)的明显增大。分析表明,结构布置减、隔震装置对上部楼层减震效果更显著,而且从整个结构来看,减、隔震联用结构比层间隔震结构的减震效果更优,在更高烈度地震作用下减、隔震联用表现出更佳的减震性能,更能为结构提供安全保障。

主 题 词：结构设计 高层钢结构 高烈度区 减隔震联用 时程分析 

学科分类：081405[081405] 08[工学] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.13206/j.gjgS21111802

馆 藏 号：203115004...