隔震结构震后复位能力研究

作     者：王斌 张展宏 陈鹏 朱松晔 戴靠山 WANG Bin;ZHANG Zhanhong;CHEN Peng;ZHU Songye;DAI Kaoshan

作者机构：四川大学土木工程系四川成都610207 四川大学灾后重建与管理学院四川成都610041 香港理工大学土木及环境工程系中国香港999077 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2023年第55卷第5期

页      面：5-13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] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：四川省科技计划项目(2023NSFSC0379) 国家自然科学基金青年科学基金项目(52208318) 

主　　题：隔震结构 铅芯橡胶支座 自复位 形状记忆合金 残余变形 正常使用功能 

摘      要：隔震结构由于隔震层的刚度较小,结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震作用下,隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求,但是变形结束后,在某些地震作用下隔震装置很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正常使用功能的中断,难以保证隔震装置在多次余震或未来地震中继续发挥作用,并且在震后难以修复到初始位置。基于此,本文对比分析当前设计规范中对隔震支座复位能力的规定;以超弹性形状记忆合金(SMA)良好的变形自恢复能力为基础,结合铅芯橡胶隔震支座(LRB),提出自复位隔震支座(SMA-LRB);通过压剪往复加载试验,对比传统LRB与SMA-LRB的力学行为;对基于不同规范限值的LRB及SMA-LRB的单自由度体系进行非线性时程分析。结果表明:SMA-LRB具有良好的自复位能力;在满足规范设计的情况下,LRB隔震体系在震后仍可能出现较大的残余变形;残余变形值与隔震层的最大变形值无直接关系,在中等地震作用下(如设防烈度地震)可能更容易出现残余变形;SMA-LRB隔震体系增强了隔震结构震后的复位能力,能有效减小震后残余变形。