近断层地震动运动特性及对隔震结构的影响研究

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近年来在人口密集区域连续发生了几次具有巨大破坏性的地震动,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,因此也引起了人们的密切关注。这几次地震以长持时高能量的速度脉冲运动为其主要特征,同时兼有强方向性效应和较大的竖向加速度等特点。从发震机理分析,由于近场地震能量难以在短时间内被结构自身所耗散,所以其对结构的破坏远较等加速度峰值的远场地震严重。  本课题研究的目的在于从工程抗震的角度出发,深入研究近场地震动的特性及其对工程结构,特别是隔震结构安全性的不利影响。  本文通过仿真分析了在近场地震波作用下结构的动力反应,了解了隔震支座的反应特性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:  1)选用He-Agrawal近场脉冲地震速度脉冲模型,采用此模型对现有的典型近场地震记录进行非线性数值拟合,比较真实近场地震记录以及由该分析模型所生成的模拟地震记录的反应谱的差别;  2)近场地震作用下宽频分量和脉冲分量对结构产生的结构动力响应对比分析;  3)竖向地震作用下结构反应分析;  4)近场地震作用下,在支座处设置粘滞阻尼器,分析粘滞阻尼器对结构的减震作用,并与未设置粘滞阻尼器时的结构的动力反应对比分析;  5)在近场地震作用下,将前面未设置阻尼器和设置阻尼器时所作的一部分时程分析结果转化到频域进行分析,观察各振型的能量分布;  6)近场地震作用下,隔震支座的参数分析。  本文中由仿真结果知在近场地震下脉冲分量和脉冲持时是影响结构反应的重要因素,粘滞阻尼器具有较好的减震作用等。这些结论反映了近场地震作用下结构的反应特性,进一步了解了近场地震特点,为今后抗震设计规范的完善和结构的抗震计算提供参考。
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