考慮地基不均勻沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)損傷分析.pdf

1、基礎(chǔ)隔震技術(shù)憑借其成熟的抗震理念被廣大土木工作者所提倡，應(yīng)用于眾多的基礎(chǔ)隔震建筑當中。歷次地震災(zāi)害表明，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和減震效果，能夠極大地減少受災(zāi)地區(qū)的經(jīng)濟損失及相關(guān)人員傷亡。我國西部地區(qū)分布著大量的濕陷性黃土，由于土質(zhì)自身特性往往會引起基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降進而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、開裂、傾斜甚至倒塌，此類工程問題在土木建筑施工領(lǐng)域?qū)乙姴货r。地基不均勻沉降造成建筑物結(jié)構(gòu)的破壞已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，目前主要是從內(nèi)

2、力和變形的角度來分析不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次的影響，考慮了沉降對梁、柱承載力和變形等方面的因素，但其忽略了地震作用下結(jié)構(gòu)能量的累積耗散，不能夠全面地體現(xiàn)出基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在地震動作用下的實際破壞情況。本文根據(jù)能量平衡原理，通過抗震非線性有限元軟件 Perform-3D，采用考慮變形和能量雙重準則的樓層最大損傷指數(shù)為量化指標，依據(jù)相關(guān)的性能水準限值，從能量耗散的角度研究地基不均勻沉降對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的影響。具體的工作如下所述：
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3、1）基于能量平衡原理，利用抗震彈塑性軟件 Perform-3D對發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和未發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)分別建立相應(yīng)的有限元模型，并對二者進行動力時程分析，研究地基不均勻沉降對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在地震動作用下能量的傳遞和分布規(guī)律的變化。
　?。?）引入包含了結(jié)構(gòu)變形和地震作用累積耗能的雙參數(shù)損傷模型，利用Perform-3D對發(fā)生沉降的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和未發(fā)生沉降的隔震結(jié)構(gòu)進行了非線性時程分析，計算梁、柱等構(gòu)件的損傷指數(shù)，依據(jù)杜修力

4、損傷模型，得出上部結(jié)構(gòu)各樓層的損傷指數(shù)，最后以最大的樓層其對應(yīng)的損傷指數(shù)為量化指標，對結(jié)構(gòu)進行易損性分析，并以隔震層位移為量化指標建立結(jié)構(gòu)的易損性曲線。通過對二者不同指標的比較分析，綜合考慮地基不均勻沉降對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)整體的損傷情況。
　?。?）研究不同沉降值作用對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的影響。采用增量動力分析方法（Incremental Dynamic Analysis），即IDA分析方法，從隔震層位移、最大層間位移角、樓層最大損傷指數(shù)等