【摘要】：以巨-子結(jié)構(gòu)抗震體系、隔震體系以及智能隔震體系為研究對象,選擇4組具有速度脈沖特性的實際地震動加速度記錄及人工模擬的具有相同加速度反應(yīng)譜而無速度脈沖的地震動時程分別作為地震動輸入,采用數(shù)值分析方法分別計算在有、無速度脈沖的地震動激勵下三種結(jié)構(gòu)體系的地震響應(yīng),探討地震動的速度脈沖對巨型結(jié)構(gòu)體系在不同控制策略下地震響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明:三種結(jié)構(gòu)體系在速度脈沖型地震動作用下的地震響應(yīng)大部分要大于無速度脈沖型的地震響應(yīng),近斷層地震動的速度脈沖對巨-子結(jié)構(gòu)抗震體系、隔震體系以及智能隔震體系的地震響應(yīng)均有一定的不利影響。智能隔震體系對速度脈沖地震動較為敏感,但能有效地減小隔震層位移。
【圖文】：

１～４層樓板連接的子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比取１．５，子結(jié)構(gòu)的層剪切剛度為４×１０８Ｎ／ｍ，子層數(shù)為６層。當(dāng)子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)之間固結(jié)時定義為巨－子結(jié)構(gòu)抗震體系，當(dāng)子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)之間利用隔震裝置連接時定義為隔震體系，而巨－子結(jié)構(gòu)智能控制體系是在隔震體系的基礎(chǔ)上，在１～４層樓板的隔震層處增設(shè)智能控制裝置，其目的是降低隔震結(jié)構(gòu)在遭受強震時由于隔震層出現(xiàn)過大的位移導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)傾覆危險。本文選用的控制裝置是ＳＭＡ－壓電復(fù)合智能隔震裝置（圖１），圖１ＳＭＡ－壓電阻尼器工作原理圖Ｆｉｇ．１ＴｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍｏｆＳＭＡ－ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄａｍｐｅｒ８４４地震工程學(xué)報２０１７年

從而可實現(xiàn)對阻尼力的智能控制。當(dāng)?shù)卣饎咏Y(jié)束后，依靠ＳＭＡ絲的超彈性恢復(fù)力，可使智能阻尼器已偏離平衡位置的滑動鋼板自動恢復(fù)到震動前的平衡位置。當(dāng)?shù)卣鹫饎影l(fā)生而疊層壓電驅(qū)動器不能正常工作時，ＳＭＡ絲的拉伸變形會增大，其超彈性耗能能力也會增強，可起到被動控制作用［１６］。為了方便分析，本文采用串聯(lián)質(zhì)點系模型模擬主結(jié)構(gòu)，將子結(jié)構(gòu)簡化為多個質(zhì)點，采用Ｋｅｌｖｉｎ模型來模擬隔震層，在隔震層處施加ＳＭＡ－壓電阻尼器這種控制裝置而形成智能隔震模型。三種體系的分析模型如圖２所示。圖２分析模型Ｆｉｇ．２Ａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｍｅｇａ－ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２輸入地震動從速度脈沖型地震動的實際地震動記錄中選取４條峰值加速度、峰值速度和脈沖周期都具有代表性的記錄。表１為所選地震動記錄的相關(guān)參數(shù)。圖３為所選速度脈沖型地震動記錄的加速度時程、速度時程。本文采用李小軍等［１３－１４］提出的基于地震動峰值加速度、峰值速度和峰值位移分別主要由地震動的高頻段、中頻段和低頻段成分決定的原理，采用重點調(diào)整不同頻段（中頻段和低頻段）的傅氏幅值譜的方式來實現(xiàn)對地震動峰值速度和峰值位移控制的方法，針對每一條帶有速度脈沖的實際地震動記錄，根據(jù)記錄計算的加速度反應(yīng)譜分別擬合反應(yīng)譜，，以合成４條人工地震動時程。這些人工地震動時程不再具有速度脈沖特性，但具有相同的加速度反應(yīng)譜和相近的時程強度包絡(luò)。地震動記錄Ａ１對應(yīng)的人工地震動記為Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３和Ａ１４；地震動記錄Ａ２對應(yīng)的人工地震動記為Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３和Ａ２４；地震動記錄Ａ３對應(yīng)的人工地
【作者單位】： 中國地震局地球物理研究所;北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院;
【基金】：北京市自然科學(xué)基金資助項目(8174081) 國家自然科學(xué)基金(51608491,U1434210)
【分類號】：TU311.3

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本文編號：2521126