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基础隔震技术是一种新的减震技术,已在实际工程中表现出优异的耐震性能,它不仅适用于新建房屋设计,而且也为旧房的抗震加固和珍贵历史建筑物的保护开辟了新的途径。目前,应用比较成熟的是橡胶基础隔震体系,并联隔震体系还没有在我国抗震规范中提及。本文针对并联隔震体系的自适应保护特性、滑移隔震支座的试验研究、并联隔震体系的设计与计算方法等和构造进行了系统的研究,主要研究成果如下:
1.全面地论述了并联基础隔震的自适应保护特性。论文指出了并联隔震体系中橡胶支座与滑移支座所承受的竖向力在地震水平位移过程中相互转移的特点,说明了这种竖向力转移使并联基础隔震体系具有自适应保护特性;同时论文还给出了支座竖向力转移的计算方法,工程实例计算表明,考虑支座承受的竖向力变化时,隔震层最大水平位移比不考虑支座竖向力变化时的最大水平位移有所下降。
2.通过对滑移隔震支座的静摩擦试验和动摩擦试验,研究了静摩擦系数和动摩擦系数的变化规律及主要影响因素和滑移隔震支座的恢复力特性,指出了已有摩擦力模型存在的缺陷,提出了一个新的摩擦力模型,并建议了相关的系数取值。
3.研究了并联基础隔震体系的能量设计方法。论文采用双线型滞回模型,对并联隔震体系进行了耗能反应分析和单质点的弹塑性能量反应谱分析,综合考虑地震动三要素和隔震结构自身的动力特性,探讨了受各种因素影响的地震总输入能的变化规律,在此基础上给出了并联隔震体系的非弹性标准能量设计反应谱和相应的能量设计方法。
4.研究了并联隔震体系的优化设计。论文从能量的角度出发,把滑移隔震支座耗散的能量与地震输入能量的比值,称为耗能比例因子,以耗能比例因子最大为目标函数,同时考虑隔震层最大滑移位移、残留位移和最大基底剪力系数等约束条件,分别输入不同场地不同幅值的地震波,研究了并联隔震体系四个地震反应指标的变化规律,提出了屈服剪力系数和第二隔震周期的最优取值范围。
5.对并联基础隔震体系的设计和构造提出了建议。论文对并联隔震体系隔震层的初步设计方案提出了建议,并以某工程为例用SAP2000对初步方案的合理性和隔震效果的有效性进行了分析,最后对一些主要部位的构造提出了建议。