曲面摩擦滑移隔震结构的随机地震可靠度分析

曲面摩擦滑移隔震结构(curved surface sliding isolated structure,CSSIS)是一种具有广泛应用潜力的新技术.但在工程实践中,地震波的选取会显著影响CSSIS的抗震设计和风险评估结果.针对缺乏强震记录的情况,提出一个能够反映特定地区地震特征的随机地震动模型,并通过Monte-Carlo模拟算法,评估CSSIS的抗震可靠指标.通过振动台试验和理论分析确定CSSIS力学模型的关键结构参数,采用随机地震动模型生成地震波,以天津宁河地区为例,基于首次超越概率理论,计算了CSSIS的失稳概率Pf.结果表明,地震震级M和震中距D对CSSIS的抗震性能具有显著影响.随着震中距D的增加,上部结构的失稳概率Pf迅速下降;相反,地震震级M的增加会导致Pf升高.所得研究结果将为CSSIS的广泛应用提供重要的设计参考依据.

曲面隔震结构的动力特性及试验研究

提出了将整个隔震层按照一定曲率半径,设计为曲面隔震层的结构体系。针对曲面摩擦滑移隔震结构(CSSIS),给出了在水平及竖向双向激励下的简化力学模型及动力方程;经数值计算及小型振动台试验,发现双向激励时上部结构水平向响应与曲率半径和摩擦系数有着密切关系:曲率半径的减小会放大结构的加速度响应,同时降低隔震层的相对位移,且使结构获得复位能力;摩擦系数的增大会显著增大结构加速度响应,而隔震层的残余位移则随摩擦系数的增大而先增大后减小。给出了曲率半径的优选方法,实现对结构加速度和位移响应的综合控制。