某隔震结构基于多级设防的性能反应分析与目标评价

结构性能的可预演与可控制是结构性能设计的核心内容,工程结构的复杂性以及结构性能影响因素的不确定性是目前实现结构性能设计和目标控制的难点。基础隔震结构因隔震层的设置使结构性能控制的对象相对集中、性能影响因子大大减少,并且隔震支座的性能可实验、可预演、可控制,构件易更换。本文以该思想为指引,将性能设计的理论应用于某隔震结构工程设计,通过对隔震层性能目标的控制来实现整体结构的性能设计和目标控制,对结构在多种地震作用工况下的位移和楼层加速度进行分析,对结构在多级性能设防条件下的性态目标进行分析和评价。结果表明:该隔震结构在多个地震作用工况下性能反应良好,性能控制目标明确,并可实现多级目标设防。因此,作者认为基础隔震结构是目前实现工程结构性能设计的很好途径和实践。

面向多级性能设防目标的铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构优化设计及分析

根据我国现行建筑抗震设计规范的要求,对基础隔震结构设计时采用将隔震层与上部结构分离计算的方法（即分离式方法）,这种方法没有将设防地震作用下的水平向减震系数和罕遇地震作用下的隔震层水平变形这两方面的性能要求同时考虑,难以获得最优的隔震支座力学性能的需求参数以及用于上部结构设计的水平向减震系数。为此,以铅芯橡胶隔震支座（LRB）基础隔震结构为研究对象,采用两自由度体系的简化模型,基于等效线性化和振型分解反应谱法推导了LRB基础隔震系统力学性能参数与水平向减震系数、隔震层最大水平变形之间的简化公式,参数分析中发现,存在一个临界屈服强度比（即铅芯屈服剪力与LRB基础隔震结构总重力的比值）使得水平向减震系数取得最小值,而且当取值大于该临界屈服强度比时,水平向减震系数和隔震层最大水平变形这两个性能指标相互矛盾,无法同时取得最优解,为此将优化目标取为两性能目标的线性组合,从而确定最优屈服强度比,并根据最优屈服强度比所对应的水平向减震系数进行上部结构设计,从而建立面向多级性能设防目标的LRB基础隔震结构优化设计方法。算例分析表明,按照上述优化设计方法所得到的水平向减震系数和隔震层最大水平变形与时程分析结果基本相符,说明该方法合理可行。通过对比分析认为,采用面向多级性能设防目标的优化设计方法所设计的LRB基础隔震结构即使在巨震作用下也具有良好的抗震性能。