应用基础与工程科学学报:速度脉冲地震动作用下巨?子结构隔震体系的振动台试验研究
近断层地震动与远场地震动有着显著不同的特点,近断层地震动的特点主要包括长周期、大位移和速度脉冲等。最近几年,许多学者关注并研究了含有速度脉冲的近断层地震动特性对工程结构影响。李小军研究员科研团队以有速度脉冲特性的实际地震动记录及人工合成的具有相同加速度反应谱而无速度脉冲的地震动时程作为输入,研究了速度脉冲对桥梁结构及基础隔震结构的影响。
本文以李小军研究员合成的地震动为基础,设计并制作了巨-子结构抗震体系及隔震体系的钢框架试验模型,选择2组加速度反应谱一致的包含和不含速度脉冲的实际强震动记录和人工合成地震动时程作为输入,分别对巨-子结构抗震体系及隔震体系进行了振动台试验,从试验的角度研究了地震动的速度脉冲特性对巨-子结构抗震体系及隔震体系地震响应的影响规律。结果表明:近断层地震动的速度脉冲特性对巨-子结构抗震体系及隔震体系的地震响应均会产生一定的不利影响,特别是对隔震层的位移响应影响显著,因此,在实际的结构设计中,应考虑地震动的速度脉冲特性对隔震层的影响。另外,巨-子结构隔震体系相对于抗震体系而言,在速度脉冲地震动作用下的能有效的减小结构的地震反应,减震效果明显。所做研究可望为巨-子结构控制体系在速度脉冲地震动作用下的减隔震设计提供参考,也可为其工程应用奠定试验基础。
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图1 试验模型平面设计图 |
图2 试验模型 |
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图3 速度脉冲型地震动记录的速度时程 |
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图4 抗震结构和隔震结构的主结构层位移对比 |
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图5 隔震层位移有无脉冲对比 |
上述研究成果已于近期在EI期刊《应用基础与工程科学学报》上发表。(李祥秀, 王瑶, 李小军, 等.速度脉冲地震动作用下巨?子结构隔震体系的振动台试验研究[J].应用基础与工程科学学报, 2021, 29(3):635644.doi:10.16058/j.issn.1005-0930. 2021. 03. 009.)研究成果受国家重点研发计划“基于大数据与人工智能算法的建筑结构震前抗力及灾害风险评估技术”(2019YFC1511003);中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项“长周期地震动下RID-巨-子结构消能控制体系减震性能研究”(DQJB19B43);国家自然科学基金“强震近断层地震动作用下巨-子结构隔震体系的性态研究”(51608491)资助。
【相关文献】
[1] 李小军,贺秋梅,亓兴军. 地震动速度脉冲对大跨斜拉桥减震控制的影响. 应用基础与工程科学学报, 2012, 20(2):272-285.
[2] 贺秋梅,李小军,杨宇. 近断层速度脉冲型地震动作用基础隔震建筑位移反应分析. 应用基础与工程科学学报, 2014, 22(1):1-13.
[3] 李小军,贺秋梅,张慧颖. 地震动速度脉冲对不同高宽比基础隔震结构抗震性能的影响. 建筑结构学报, 2018, 39(1):35-42.
【作者简介】
李祥秀博士,女,1987年生,现为地球所强震动地震学研究室(二室)副研究员。研究方向为结构振动控制及结构的减震与隔震。目前在巨-子结构减隔震体系的动力特性、减震机理、地震易损性及振动台试验等方面做出了创新性成果。