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吳忠建筑結(jié)構(gòu)隔震支座參數(shù)優(yōu)化及試驗(yàn)研究
研究外套加層隔震體系在對(duì)老舊砌體房屋改造過程中鉛芯疊層橡膠隔震支座(LRB)的參數(shù)優(yōu)化配置問題，并對(duì)參數(shù)優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的彈塑性進(jìn)行數(shù)值分析和試驗(yàn)研究。選取隔震層的屈重比作為隔震支座的控制參數(shù)，建立模型分析隔震層在不同屈重比下結(jié)構(gòu)的基底剪力和隔震層位移。分析表明加層隔震結(jié)構(gòu)的隔震層存在一個(gè)最優(yōu)的參數(shù)范圍使得結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)最小，結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性后，仍能發(fā)揮較好的隔震效果。試驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)參數(shù)優(yōu)化的層間隔震結(jié)構(gòu)隨著地震輸入幅值的增加，隔震層上部結(jié)構(gòu)的調(diào)諧作用越強(qiáng)，其隔震效果越明顯，當(dāng)結(jié)構(gòu)震損后隔震效應(yīng)依然存在，但隔震效果小于未損傷的模型，與理論相符合。基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)自2001年被納入中國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》以來，針對(duì)基礎(chǔ)隔震體系的研究越來越成熟。層間隔震體系是對(duì)基礎(chǔ)隔震體系的進(jìn)一步發(fā)展，將隔震支座設(shè)置于某層柱和樓板之間進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)控制。疊層橡膠鉛芯支座(LRB)是目前工程界普遍應(yīng)用的隔震元件，在普通疊層橡膠支座(RB)中灌入鉛芯而成，鉛的屈服力低，再結(jié)晶能力強(qiáng)，當(dāng)支座發(fā)生反復(fù)的剪切變形時(shí)具有很好的消能能力，將隔震、消能與限位等諸多功能結(jié)合在一起。然而LRB是一種強(qiáng)非線性的隔震元件，LRB的滯回消能特性主要由其屈服剪力、初始剪切剛度和屈服后剛度所決定。層間隔震結(jié)構(gòu)工作機(jī)理比較復(fù)雜，較小的隔震層剛度可能有效控制隔震層上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，卻有可能放大下部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。如何合理優(yōu)化這些參數(shù)，使結(jié)構(gòu)總體地震響應(yīng)最小，是進(jìn)行層間隔震設(shè)計(jì)的重要問題。
利用加層隔震技術(shù)對(duì)老舊砌體房屋進(jìn)行加固是一種較新的加固方式，采用外套預(yù)制混凝土墻片對(duì)原砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，并利用加層隔震技術(shù)在原房屋頂部增加樓層以提高城區(qū)的土地利用率，可達(dá)到施工便捷與經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合。這種特殊結(jié)構(gòu)體系在隔震設(shè)計(jì)過程中需要進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，以達(dá)到最好隔震加固效果。本文針對(duì)這種新型的隔震加固體系，提出了LRB的參數(shù)優(yōu)化方案，以實(shí)際工程項(xiàng)目為依據(jù)建立了不同隔震層參數(shù)下的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，分析不同隔震層參數(shù)下結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)反應(yīng)，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并進(jìn)行了相關(guān)的彈塑性分析和試驗(yàn)研究，檢驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化后的隔震加固效果。
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