分层隔震的综合体高层结构隔震性能研究

作     者：杜仕伟 

作者单位：沈阳建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱春阳;孙丽

授予年度：2022年

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] 

主      题：综合体结构 频率组合 有限元分析 

摘      要：城市综合体是未来发展高密度发展的必然趋势。由于高密度的发展,高层建筑在遭受地震时,往往会对建筑的破坏产生很大的影响。隔震结构是为了减少结构在地震作用下的地震反应向上层传递,同时增加结构的可恢复功能。因此本文提出一种分层隔震结构形式,力求能够减小并控制子结构地震响应。本文主要研究内容如下:（1）首先从理论层面分析:建立并求解结构的动力学方程,用传递函数来表示子结构频率组合对子结构地震响应的影响。并介绍在竖向轴力最不利组合下,如何控制结构高宽比来防止隔震结构发生倾覆。（2）其次从模态角度分析:隔震结构可延长结构的周期,但对高阶振型的周期延长效果并不显著;且在隔震层刚度相同的情况下,双层隔震结构在提高低阶模态周期方面具有更好的效果。（3）最后从隔震性能角度分析:（a）在单层隔震体系中,从动力特性方面考虑,在隔震支座的水平位移限值范围内,隔震层的刚度越低时,隔震效果越好。（b）双层隔震结构可以通过调整隔震支座刚度来调整子结构频率,进而控制子结构的地震响应。经过建立并求解结构动力学方程可知,控制传递函数为0或极值的频率组合在坐标轴上均呈双曲线分布,使频率组合逐渐靠近或者远离相应的双曲线,即可达到控制某一子结构地震响应的目的。（c）双层隔震结构相较于单层隔震结构的优势包括:（1）双层隔震结构相对于单层隔震结构能够更加灵活地控制子结构得高宽比。（2）相较于单层隔震结构,双层隔震结构有两个隔震层,向上部传递的能量更少,隔震效果更好;（3）双层隔震结构相较于单层隔震结构可以通过调整隔震支座刚度,来调整各子结构的频率,最终达到控制某一子结构的地震响应的目的。（4）相同隔震层刚度时,双层隔震结构能更大程度的延长结构的自振周期。