中日基础隔震建筑抗风设计比较研究

作     者：周和鸿 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周云

授予年度：2023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：基础隔震建筑 抗风设计方法 等效风荷载 风振响应 双向恢复力模型 

摘      要：基础隔震技术是目前最有效的一种减震控制技术之一,在建筑工程中取得了广泛应用。我国存在许多地震设防烈度高、风压大的地区,如厦门、汕头等,按中国隔标设计该类地区基础隔震建筑时,易出现隔震设计与抗风设计不协调的问题。针对该问题,对中日基础隔震建筑抗风设计方法进行比较和风振响应问题展开研究。主要工作包括:为借鉴日本基础隔震建筑抗风设计的经验,根据中国《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021和日本《隔震建筑物的抗风设计指南》等相关规范,从抗风设计目标、风荷载、风致响应计算和安全性评价等方面对两国基础隔震建筑抗风设计方法异同进行比较,并分别按两国规范对一基础隔震建筑进行顺、横风向抗风设计与分析,进一步说明两国设计方法的差异,并提出我国今后开展基础隔震建筑抗风研究的建议。为验证《建筑结构荷载规范》GB50009-2012(简称荷规)中IWL法和荷规公式法是否准确一般基础隔震建筑风致响应及等效风荷载,且系统对比研究非隔震建筑与隔震建筑风致响应特性的差异,基于一算例并结合时域FNA法和频域LRC-IWL法进行对比研究。研究表明:时域FNA法和频域IWL和LRC-IWL法计算隔震建筑风致响应的结果非常接近,表明IWL法可较为准确计算隔震建筑顺风向风致响应;IWL法和LRC-IWL法均可较为准确计算基础隔震建筑等效风荷载,而荷规公式法由于上部结构均匀质量的假定和较小的峰值因子导致结果偏小。为明确MSS、Casciati和Harvey and Gavin三种常用双向恢复力模型计算基础隔震建筑风振响应的差异,采用三种模型模拟铅芯橡胶支座在水平单向/双向位移下恢复力,对比试验或有限元结果的差异,采用三种模型对一算例在双向风荷载下隔震层位移、顶点位移和顶点加速度三个指标的差异进行了分析,根据双向耦合效应模拟结果及风振响应指标的差异,推荐了合理的双向恢复力模型考虑双向耦合效应对基础隔震建筑风振响应的影响。