基础隔震结构抗连续倒塌机制试验研究

作     者：包超 田佳岐 张宇航 马肖彤 杜永峰 杨秋宁 

作者机构：宁夏大学土木与水利工程学院 濮阳黄河河务局台前黄河河务局 北方民族大学土木工程学院 兰州理工大学防震减灾研究所 

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

年 卷 期：2024年

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：国家自然科学基金项目(52368044) 宁夏自然科学基金优秀青年项目(2023AAC05015) 宁夏回族自治区重点研发计划(2021BEG03022) 

主　　题：基础隔震结构 连续倒塌 倒塌抗力 Pushdown分析方法 失效模式 

摘      要：隔震结构特殊的构造形式，使得现有抗震结构连续倒塌研究成果无法完全适用。为了研究基础隔震结构抗连续倒塌性能及参数影响规律，对3个1/3缩尺钢筋混凝土基础隔震子结构：普通橡胶隔震支座的子结构构件S1、铅芯橡胶隔震支座的子结构构件S2，以及带有翼缘板的基础隔震子结构构件S3分别开展非线性静力推覆试验研究，对比分析了试件的受力状态与破坏模式。结果表明：3个试件的破坏主要发生在弯矩较大区域，即中柱附近，而边柱节点均未出现裂缝；基础隔震结构试件的侧向约束作用较弱，难以形成悬链线机制，其抗力机制主要分为梁机制和复合机制两个阶段；试件S2的梁机制峰值是试件S1的1.14倍，极限承载力是S3的1.11倍，基础隔震结构的极限荷载随着支座刚度的提高而相应提升；试件S3的梁机制峰值是试件S1的1.09倍，极限承载力也是S1的1.13倍，楼板拉结作用可以提升基础隔震抗连续倒塌能力；基础隔震结构其转角位移与水平位移使得中柱梁端形成塑性铰的子结构具备转动的变形能力，从而延缓框架梁端塑性铰的失效，提高结构的抗连续倒塌性能；基于试验结果和能量平衡原理的结构动力响应简化评估方法计算得，S2的剩余承载力相比于S1少28.9%，S3的剩余承载力比S1少81.6%，S3的剩余承载力比S2少74.1%，发现中支座失效工况下橡胶隔震支座基础隔震结构可以提高结构的抗连续倒塌剩余能力，而隔震层水平刚度的提高对基础隔震结构的抗连续倒塌剩余能力影响不大。