框剪结构隔震及地铁减噪研究

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结合某大底盘多塔高层结构(建成后将成为目前大陆地区最高的多塔隔震建筑),研究了框剪隔震结构在地震作用下的响应,以及结构在地铁振动作用下的减噪情况。采用时程分析方法,分析结构在多遇及罕遇地震作用下的响应。对比了隔震结构和非隔震结构的自振周期、层间剪力和倾覆力矩,计算水平向折减系数,绘制结构楼层位移的变化曲线,分析楼层加速度响应,并探讨高层复杂结构应用隔震技术的相关要求。分析了隔震结构在罕遇地震作用下的塑性铰分布及塑性开展情况。然后分析了隔震结构在罕遇地震作用下的抗倾覆性能。应用快速傅里叶变换对加速度时程曲线进行时频分析;采用1/3频程谱,对加速度频程曲线进行带通滤波,得到1/3倍幅频曲线,并转化成每个中心频率处的振动加速度级,并进行Z计权因子修正,在此基础上编制振动舒适度分析程序。分别采用单质点简化计算方法和弹性时程分析方法,计算结构在地铁振动下的楼层加速度,并根据隔振减噪效果进行舒适度评估。结果表明,结构的自振周期增加明显,地震作用得到较大衰减。隔震结构的地震作用显著降低,层间剪力、倾覆力矩远小于抗震结构,罕遇地震作用下的水平向折减系数更小层间位移主要集中在隔震层,上部结构的层间位移几乎为零,结构呈现出明显的整体平动趋势。隔震后的结构加速度响应显著降低,加速度变化缓慢,舒适度得到提高。隔震结构的塑性变形较小,震后稍加修复即可继续使用。塑性铰均出现在梁端,柱端未出现塑性铰。结构设置橡胶支座后,在罕遇地震作用下支座均处于受压状态,抗倾覆性能良好。单质点减噪简化计算结果高于舒适度限值,时程分析中考虑了橡胶支座初始竖向刚度、拉压刚度不同等有利因素,隔振效果明显,楼层加速度响应显著降低,满足舒适度限值要求。
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