近断层地震动作用下隔震建筑抗震性能研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 1次 | 上传用户:softdir
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为研究近断层地震动作用下隔震结构的抗震性能,本文首先对近年来我国主要地震的近断层地震动记录进行脉冲提取和脉冲特性的对比,从地震动输入的角度分析了鲁甸地震宏观震中出现的严重震害。完成了隔震结构上部结构底板碰撞挡土墙试验,获取了挡土墙碰撞动力学模型。并通过碰撞试验验证基于Hertz-damp理论的挡土墙的碰撞模型,建立了隔震层-挡土墙碰撞的简化分析模型。将该模型放入隔震结构集中质量模型中,通过增量动力分析考察了具有不同隔震沟宽度、挡土墙刚度、基底剪力系数和隔震层刚度的隔震结构在近断层地震动及其脉冲下的抗倒塌能力。通过这些工作主要得到了如下结论:第一,2014年Mw6.3级鲁甸地震中获取的鲁甸龙头记录具有明显的近断层脉冲型地震动特性。其脉冲周期很小,速度幅值却很大,在中等地震中较为少见;拟加速度反应谱值在短周期段远超我国规范设计谱,其速度脉冲对中短周期结构的输入能量也远超日本第二水准抗震设计水平。这从地震动输入的角度解释了鲁甸地震宏观震中附近建筑震害严重的现象。第二,碰撞试验结果表明,在撞击质量和入射速度均相同的条件下,与平面撞击相比,撞块与挡土墙之间呈一定入射角度的斜角撞击会产生更大的加速度,从而造成更大的碰撞力。另一方面,在入射角度和入射速度相同的条件下,撞块质量对碰撞加速度基本没有影响,碰撞力的大小则与撞块质量成比例。第三,通过将挡土墙等效为单自由度体系,并在挡土墙被撞局部耦合基于Hertz-damp理论的局部碰撞模型,形成的挡土墙碰撞单元能够较好的模拟试验现象,但无法反应碰撞角度对碰撞行为的影响。第四,在增量动力分析中分别对隔震结构输入近断层地震动及其脉冲。发现隔震缝宽度与结构抗倒塌能力两者关系存在三种模式。此外,挡土墙等价线性单元可以合理估计不同碰撞入射速度对其刚度的影响。提取脉冲在反应谱的各周期段与原地震动较好吻合才可替代原地震动作为结构输入。
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