面向多级性能设防目标的铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构优化设计及分析

作     者：叶昆 骆江成 朱宏平 YE Kun, LUO Jiangcheng, ZHU Hongping

作者机构：华中科技大学土木工程与力学学院 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2018年第39卷第10期

页      面：37-45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] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0703600) 中央高校基本科研业务费专项(2016YXMS091) 

主　　题：LRB基础隔震结构 振型分解反应谱法 多级设防目标 优化设计 巨震 

摘      要：根据我国现行建筑抗震设计规范的要求,对基础隔震结构设计时采用将隔震层与上部结构分离计算的方法（即分离式方法）,这种方法没有将设防地震作用下的水平向减震系数和罕遇地震作用下的隔震层水平变形这两方面的性能要求同时考虑,难以获得最优的隔震支座力学性能的需求参数以及用于上部结构设计的水平向减震系数。为此,以铅芯橡胶隔震支座（LRB）基础隔震结构为研究对象,采用两自由度体系的简化模型,基于等效线性化和振型分解反应谱法推导了LRB基础隔震系统力学性能参数与水平向减震系数、隔震层最大水平变形之间的简化公式,参数分析中发现,存在一个临界屈服强度比（即铅芯屈服剪力与LRB基础隔震结构总重力的比值）使得水平向减震系数取得最小值,而且当取值大于该临界屈服强度比时,水平向减震系数和隔震层最大水平变形这两个性能指标相互矛盾,无法同时取得最优解,为此将优化目标取为两性能目标的线性组合,从而确定最优屈服强度比,并根据最优屈服强度比所对应的水平向减震系数进行上部结构设计,从而建立面向多级性能设防目标的LRB基础隔震结构优化设计方法。算例分析表明,按照上述优化设计方法所得到的水平向减震系数和隔震层最大水平变形与时程分析结果基本相符,说明该方法合理可行。通过对比分析认为,采用面向多级性能设防目标的优化设计方法所设计的LRB基础隔震结构即使在巨震作用下也具有良好的抗震性能。