隔震建筑抗極罕遇地震能力與主要破壞模式分析

作者：武沛松,王建,歐進萍

摘要：隔震措施可以使上部結構在罕遇地震下處于彈性或輕微彈塑性狀態,從而有效保護設防烈度下結構地震安全。但是,由于地震發生、強度和特性的不確定性,在設計基準期內結構也可能遭受極罕遇地震的作用,基于"大震不倒"設計的隔震結構在罕遇地震及極罕遇地震作用下隔震支座變形和結構整體抗傾覆安全以及實現抗極罕遇地震的能力和代價需要特別研究。本文通過彈塑性時程分析,比較三種不同高度的隔震結構層間位移角、疊層橡膠隔震支座位移及結構傾覆力矩,分析結構在極罕遇地震下隔震層(也即疊層橡膠支座)位移超限和整體傾覆的主要失效模式。結果表明:極罕遇地震下,基于"大震不倒"設計的隔震結構支座位移可能會超出限值,層間位移角和結構傾覆力矩通常可以滿足要求。隔震支座尺寸適當增大、相應極限變形能力提高,能夠控制極罕遇地震下結構隔震層變形破壞,但上部結構隔震效果有所下降;適當減小上部結構高寬比能夠控制極罕遇地震下隔震結構、尤其高層隔震結構的整體傾覆破壞。因此,兼顧安全性和經濟性,有效增大隔震支座極限位移、適當減小高層隔震結構高寬比,實現隔震建筑抗極罕遇地震能力,是付出代價不大、經濟適用的一條有效途徑。

發文機構：哈爾濱工業大學結構工程災變與控制教育部重點實驗室 哈爾濱工業大學土木工程智能防災減災工業和信息化部重點實驗室

關鍵詞：隔震結構橡膠支座抗極罕遇地震能力破壞模式抗傾覆能力seismically isolated structuresrubber bearingsvery-rare earthquakesfailure modesoverturning resistance

分類號： TU352.1[建筑科學—結構工程]