基于近断层脉冲地震动的RC框架隔震结构等效线性化分析方法研究

当前国内学者多用单自由度的等效线性化方法,即对隔震层的等效线性来模拟计算多层隔震建筑的受力和变形,不能准确全面反映隔震上部结构的实际情况。考虑到近断层地震动中包含动态长周期脉冲型地震动会对隔震结构这类长周期结构可能会产生较大的破坏,为此,本文研究基于反应谱法计算的多自由度结构等效线性化分析不同方法的计算精度,首先根据现行规范设计了两个RC框架隔震结构算例,并选取59条近断层脉冲型地震动输入,采用了不同隔震层等效线性化分析方法,分别计算对比地震作用下的弹性反应与非线性时程分析结果,包括隔震层位移、底部剪力比和层间位移角。从数理统计的角度以相对误差均值和变异系数来对各等效线性化方法的精度作出评价。结果表明:当隔震层采用不同的等效线性化分析方法时,Hwang法精度范围在11.7%~16.1%,JPWRI法在11.1%~17.3%,具有更好的精度。因此,针对近断层地震动,为更好估计RC隔震框架结构的地震峰值响应,可采用基于Hwang法或JPWRI法的反应谱等效分析方法。

隔震框架结构的Pushover方法分析

Pushover分析作为结构抗震性能评估的静力非线性分析方法,可有效评估结构罕遇地震作用下的抗震性能。目前国内Pushover分析应用于抗震结构的研究较多,但用于隔震结构相对较少。本文先对高烈度区的5层和7层的框架结构,进行了分别采用倒三角和均匀加载方式的Pushover分析,并与非线性时程分析结果进行对比。针对相应的5层和7层隔震模型,进行了同样的对比分析。结果表明:对于抗震结构,Pushover方法的倒三角加载方式更合适;对于隔震结构,Pushover方法的均匀分布加载方式具有更高的精度。采用隔震设计后,结构层间位移和剪力大大降低,大震下上部结构基本弹性。对于隔震框架结构,采用均匀加载模式的Pushover分析在层间位移、隔震层位移等指标与非线性动力时程分析结果基本一致。推荐采用Pushover分析方法进行隔震框架结构抗震性能评估和优化设计。