近断层脉冲型地震作用下复合隔震结构的动力分析

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近年来,基础隔震技术得到了得到了广泛的应用。它通过设置隔震装置、隔震层产生较大的变形来延长结构的自振周期,减小了上部结构的地震反应。基础隔震结构在远场地震下具有良好的减震效果,但在近断层脉冲型地震作用下,地震的长周期速度和位移脉冲运动有可能造成基础隔震结构的破坏。磁流变阻尼器是一种优良的半主动控制装置,它与隔震结构组合形成智能复合隔震体系。该体系可以根据结构响应实时调整阻尼器的参数,可以获得良好的减震效果,成为极具发展前景的土木工程隔震系统。本文主要做了以下几方面的工作:(1)以El-Centro波为底波,在其基础上叠加等效脉冲运动来模拟近断层效应,给出了人工合成近断层脉冲型地震的方法,获得了人工合成地震波。(2)建立了基础隔震结构、粘滞阻尼器组合基础隔震结构和智能复合隔震结构在地震下的运动方程,然后以人工合成近断层脉冲型地震记录作为地震动输入,采用四阶Runge-Kutta法对无控结构(基础固定结构)与上述三种工况进行了地震反应分析。(3)对比分析了四种工况在有脉冲和无脉冲近断层地震作用下结构的相对位移反应、加速度反应、层间位移与最大层间剪力反应。通过比较算例结果,说明基础隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下隔震效果有所削弱。组合阻尼器后,复合隔震结构的地震反应明显减小,其中智能复合隔震结构的减震效果最好。(4)智能半主动控制采用两种不同的控制方法时得到的控制效果都较好,但动力反应有所差异。为了得到令人满意的减震控制效果,可以选择、调整合适的半主动控制策略,达到最优的减震结果。
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