单向地震作用下“先滑后限”的滑移隔震结构动力响应分析

采用SAP2000有限元分析软件,分别建立了基础固定结构、"一滑就限"的滑移隔震结构、"先滑后限"的滑移隔震结构的计算模型。对三种结构体系在单向地震作用下进行了结构动力响应的对比分析,分析可知,"先滑后限"的滑移隔震体系较之其他两种结构体系在隔震性能方面具有很大的优越性,是一种高效的滑移隔震体系。它一方面发挥了滑移隔震体系"自由滑移"的优势,另一方面在滑移量超限时进行了必要的限制。

不同自滑区长度下“先滑后限”的滑移隔震结构动力响应分析

"先滑后限"的滑移隔震体系具有良好的隔震性能。自滑区长度是"先滑后限"的滑移隔震体系限位装置的重要参数,将直接影响限位装置的限位效果。本文首先探讨了自滑区长度的确定,提出合理的最大自滑区长度应满足的条件。采用SAP2000有限元分析软件,研究在不同自滑区长度下"先滑后限"的滑移隔震结构基底滑移量及上部结构动力响应的变化规律。分析结果表明,对于"先滑后限"的滑移隔震结构,当选择合理的自滑区段,可以使基底剪力和结构三个代表层的加速度相对维持在较低的数值,使得上部结构的地震反应大幅减少,隔震效果显著。

不规则的“先滑后限”滑移隔震结构双向水平地震反应分析

运用SAP2000有限元分析软件,以4层不规则的钢筋混凝土框架结构为研究对象,分别建立了在双向水平地震作用下基础固定结构、"一滑就限"的滑移隔震结构、"先滑后限"的滑移隔震结构的计算模型。对三种结构体系在不同工况下进行了结构动力响应(平动反应和扭转反应)的对比分析,由分析结果可知,"先滑后限"的滑移隔震结构在输入双向地震波作用时隔震效果较好,结构的变形更加均匀,受力更加合理。同时,对于存在明显偏心的不规则结构,采用"先滑后限"的滑移隔震体系后,限位器的刚度布置对减轻结构的扭转振动效应起着重要的作用,而且自滑区的存在使得扭转振动效应通过结构的摩擦滑移得到了调整和改善。

近断层脉冲型地震动作用下“先滑后限”的滑移隔震结构动力响应分析

采用“先滑后限”的隔震装置,建立“先滑后限”的滑移隔震结构模型,输入近断层脉冲型和近断层非脉冲型两种地震波,对比分析“先滑后限”的滑移隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下的动力响应(层间位移、加速度、层间剪力)的变化规律。分析结果表明,近断层脉冲型地震动作用下的各层层间位移、加速度、层间剪力较之近断层非脉冲型地震动作用下对应层的层间位移、加速度、层间剪力明显增大,且随地震烈度的增加,层间位移、加速度的增大幅度在减小,而层间剪力的增大幅度在提高。因此,不能忽视近断层脉冲型地震对“先滑后限”的滑移隔震结构的影响,从而确保结构设计安全。

远场长周期地震动作用下“先滑后限”的滑移隔震结构隔震性能研究

建立“先滑后限”的滑移隔震结构和“一滑就限”的滑移隔震结构计算模型,分别输入远场类谐和长周期地震动和远场非谐和地震动,研究在远场类谐和长周期地震动作用下两类结构的动力响应(加速度、层间位移、层间剪力)变化规律。结果表明:“先滑后限”的滑移隔震结构较大程度地减小结构动力响应,具有良好的隔震性能。在远场类谐和地震动作用下,随着地震烈度的增加,“先滑后限”的滑移隔震结构动力响应降低的幅度基本都在减小。两类结构在远场类谐和地震动作用下的动力响应均大于远场非谐和地震动作用下的动力响应,两类结构都属于较长周期结构,对远场类谐和地震动都较为敏感,因此在隔震设计时应重视远场长周期地震动对滑移隔震结构的影响。