【摘 要】
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地铁上盖开发根据使用功能常采用大底盘单塔结构形式,此种结构体系上下刚度突变对抗震设计极为不利。层间隔震技术的应用不仅能够解决大底盘刚度突变的问题,同时可以降低主体结构的地震响应,提高结构的安全性。本文以西安某工程为背景,对地铁上盖建筑进行了弹塑性时程分析,评估了层间隔震结构的抗震性能,并结合地震易损性分析,预测了结构各极限状态的超越概率。所做的工作具体如下:(1)运用Open Sees有限元程序,
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地铁上盖开发根据使用功能常采用大底盘单塔结构形式,此种结构体系上下刚度突变对抗震设计极为不利。层间隔震技术的应用不仅能够解决大底盘刚度突变的问题,同时可以降低主体结构的地震响应,提高结构的安全性。本文以西安某工程为背景,对地铁上盖建筑进行了弹塑性时程分析,评估了层间隔震结构的抗震性能,并结合地震易损性分析,预测了结构各极限状态的超越概率。所做的工作具体如下:(1)运用Open Sees有限元程序,建立了三维有限元模型,对比了隔震前后结构的动力特性,结果表明:应用层间隔震技术有效地降低结构刚度,延长结构的自振周期,前三阶周期分别延长了105%、131%、134%,远离了地震动的卓越周期,降低结构的加速度响应。(2)对采用隔震转换和刚性转换的大底盘单塔结构进行了时程分析,分析了结构在罕遇地震作用下的变形和内力响应,结果表明:主体结构的层间位移、加速度和基底剪力平均降低30%以上,减震效果显著;大底盘结构基底剪力和层间位移减震效果不明显,加速度响应甚至出现放大现象。(3)基于增量动力分析法对抗震结构以及相应的层间隔震结构进行了地震易损性分析,进一步评估了层间隔震结构的抗震性能并探讨了层间隔震结构体系的破坏规律。结果表明:相较于抗震结构,层间隔震结构在相同地震作用下损伤程度更低。在罕遇地震作用下,层间隔震结构整体的破坏概率远小于抗震结构,体系破坏模式主要为隔震支座水平位移超限。(4)通过增设粘滞阻尼器对层间隔震结构进行优化设计,研究了隔震层的等效阻尼比对罕遇地震作用下层间隔震体系失效概率的影响。结果表明:随着等效阻尼比的增加,层间隔震结构体系的失效概率呈现出先降后升的趋势,结构的破坏模式逐渐从隔震层过渡到主体结构;隔震层的等效阻尼比范围为0.28～0.35时,既能满足“大震不倒”的安全需求,又可避免削弱主体结构的减震效果。
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