双钢板—混凝土组合剪力墙基础隔震结构抗震性能分析

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在传统的抗震设计中,研究者往往是用加大结构刚度的方法来对抗地震灾害,这种抗震方式面对地震作用时显得太过被动,抗震效果往往不佳。基础隔震技术是一种新型的被动控制技术,其宗旨是在基础与上部结构之间设置隔震装置。由于隔震装置的水平刚度比结构主体的小得多,隔震层能吸收和耗散大部分的地震能量,因此有效地阻隔了地震作用向上部结构的传递,大大减轻了上部结构的地震反应,使结构整体的安全得到有效保障。目前对于基础隔震技术的研究主要集中在传统的结构形式当中,对于双钢板-混凝土组合剪力墙基础隔震结构抗震性能的研究略显不足。而将基础隔震技术应用到双钢板-混凝土组合剪力墙结构当中是具有深远的理论和实际意义的。双钢板-混凝土组合剪力墙结构是一种新型抗侧力结构体系,其双层钢板以竖向加劲肋相连接,内填以混凝土,形成组合抗侧力结构体系。这种新型结构体系具有诸多优势:(1)混凝土与钢板互为约束,提升了结构的耐久性和使用性能,增强整体的抗震性能;(2)在承载力要求相同的情况下,钢板的应用可以降低剪力墙厚度,减轻结构自重,减少建筑材料用量;(3)在具体施工过程中,双层钢板又可作为混凝土的模板,方便了施工程序。本文将提出基础隔震技术与双钢板-混凝土组合剪力墙结构相结合,主要研究内容及结论包括以下几个方面:1)阐述了双钢板-混凝土组合剪力墙结构与基础隔震技术的特性以及国内外研究现状;2)分别对单质点隔震模型和多质点隔震模型进行动力分析,推导其动力微分方程;3)以一栋八度区16层双钢板-混凝土组合剪力墙结构为例,借助有限元分析软件SAP2000,对无控结构模型和基础隔震结构模型两种情况进行三维有限元非线性时程分析。通过研究表明,使用隔震支座后,双钢板-混凝土组合剪力墙结构的自振周期明显增大,能够较好的避开建筑场地的卓越周期,达到较好的隔震效果。双钢板-混凝土组合剪力墙基础隔震结构模型的层间剪力、层间位移和楼层加速度等参数都小于该组合剪力墙无控结构模型在地震作用下的反应值。
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