考虑支座转角的地基不均匀沉降基础隔震结构地震响应分析

作     者：包超 闫东琦 张宇航 吕大海 马肖彤 林加胜 BAO Chao;YAN Dongqi;ZHANG Yuhang;LYU Dahai;MA Xiaotong;LIM Kar Sing

作者机构：宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 北方民族大学土木工程学院宁夏银川750021 马来西亚彭亨大学工程学院关丹26300 

出 版 物：《防灾减灾工程学报》 (Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering)

年 卷 期：2023年第43卷第3期

页      面：535-542页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：宁夏回族自治区重点研发计划项目(2021BEG03022,2018BEG03009) 宁夏回族自治区重点研发计划项目(引才专项)(2018BEB04006) 宁夏青年科技人才托举工程(TJGC2019001,TJGC2019007) 宁夏高等学校科学技术研究项目优秀青年教师培育基金项目(NGY2020054) 国家自然科学基金项目(51778276)资助 

主　　题：基础隔震结构 地基不均匀沉降 叠层橡胶隔震支座 支座转角 地震响应 

摘      要：地基不均匀沉降可能会引起沉降范围内部分隔震支座发生转动,造成隔震层刚度发生变化,进而导致上部结构地震损伤和失效风险增大。针对地基不均匀沉降条件下基础隔震结构地震响应研究,现有成果大都通过施加平动位移进行模拟,并未考虑隔震支座转角的不利影响。为了研究地基不均匀沉降条件下基础隔震结构支座可能出现的转动及其对整体结构地震响应特征影响规律,首先以隔震支座为对象,研究了支座转动变形与叠层橡胶隔震支座水平刚度变化关系,建立了叠层橡胶隔震支座转角与水平刚度变化关系函数;在此基础上系统研究了地基不均匀沉降条件下整体基础隔震结构响应特征,以及基础结构的减震系数变化规律,以期揭示地基不均匀沉降对基础隔震结构地震响应影响机理。结果表明:隔震支座转角变形会引起隔震结构体系地震响应发生显著变化,随着隔震支座转角增大,隔震层水平刚度增大的同时隔震结构体系变形能力减弱,进而造成上部结构加速度响应增大,位移响应减小,导致基础隔震结构水平减震系数增大,减震效果低于预期;当转角接近π/2时,隔震支座将丧失降低上部结构地震响应的作用,原隔震结构将退化为抗震结构;对于存在地基不均匀沉降的基础隔震结构,应及时采取必要措施控制地震响应,以防范上部结构发生倾覆。