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层间隔震结构是近年来结构减震方向的一个热点,国内外学者对层间隔震结构做了大量与可靠的工作,但仍有一些内容研究尚少。本文主要研究了层间隔震体系的动力耦合效应,包括不规则结构的平动与扭转耦合振动、土-结构相互作用(SSI)耦合、层间隔震的多模态耦合;本文还研究了层间隔震结构基于位移的性能化设计方法,隔震层限位等,具体如下:(1)层间隔震参数分析及简化计算研究层间隔震结构的隔震层是集中阻尼,而上部结构和下部结构是分布阻尼,两者阻尼相差悬殊,组成了非比例阻尼形式,要实现振型分解需要对非比例阻尼的影响进行评估。本文开展了以下工作:对于直接积分法,非比例阻尼影响不大,分析了不同经典阻尼形式计算上部结构和下部结构阻尼矩阵时参数取值影响;对于阵型分解法,探讨了层间隔震结构的非比例阻尼模型处理方法;提出双质点系简化计算模型,研究了双质点系简化计算模型的动力特性及地震响应对于模型质量比、周期比的敏感性,推导了模型参数的简化算式,为验证本文研究结果的可靠性和实用性,对一个工程算例进行了对比计算分析。(2)层间隔震平动与扭转稱合效应研究建立了双向地震作用下层间隔震双向偏心结构侧扭耦联分析模型;考虑上部结构及下部结构的弹塑性受力特性,隔震支座采用双向耦合非线性Bouc-wen模型模拟;分析了偏心参数对层间隔震双向偏心结构的影响规律;评价了双向地震作用下我国抗震规范给出的扭转影响系数静力预测值的准确性。(3)层间隔震SSI耦合效应研究建立了考虑土-结构相互作用(SSI)效应的层间隔震结构的简化5自由度体系的动力方程,基于离散弹簧模型模拟SSI效应,建立简化的层间隔震结构分析模型,分远断层和近断层两种地震波进行了考虑SSI效应与不考虑SSI效应的层间隔震结构地震响应情况的对比分析,分析了不同参数对SSI效应的影响程度。给出了等效2-DOF简化分析方法,精度达到要求(4)层间隔震多模态耦合研究建立了层间隔震结构的简化3自由度体系以及能量方程,考察了高阶振型能量比例与模型相关参数的关系;基于能量平衡原理提出了适合层间隔震结构抗震性能的多模态简化评估方法;基于多模态能量谱模型评价层间隔震结构的抗震性能;采用模型算例论证本文方法的有效性及计算精度,本文所提计算方法可以考虑高阶振型的影响,计算量少,同时具有良好的强震作用结构性能评估分析精度。(5)基于位移的性能化方法研究提出了层间隔震结构直接基于位移的抗震设计方法,将层间隔震结构多自由度体系通过两次变换简化为等效双自由度模型及等效单自由度系统(ESDOF),建立了双自由度层间隔震模型位移比模型,推导了层间隔震结构侧力分布模式及层间隔震结构单自由度等效体系的等效阻尼比、等效刚度等重要参数;给出了层间隔震结构基于位移的性能设计方法的设计流程;以某高烈度区层间隔震工程为对象进行了直接基于位移的抗震设计,对设计的结构进行了时程分析验算,表明方法不但简单有效而且满足工程设计要求,可用于层间隔震结构的性能化设计。(6)隔震层限位研究当超烈度地震作用下导致层间隔震结构隔震层位移过大时,需要增加限位装置用以限制隔震层位移。本文以某框架-剪力墙层间隔震结构为例,选取适当地震动记录对未限位和限位结构进行了地震作用下的非线性分析,研究了限位装置的预留距离、限位刚度、阻尼对层间隔震结构在罕遇地震作用下地震响应的影响,并对层间隔震结构进行了抗震评估。