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隔震设计计算方法的讨论

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1.本例隔震结构计算方法的合理性

(1)隔震结构中震计算的隔震垫等效线弹性问题

隔震结构的减震效果来源于两个方面:1)增加结构第1周期,降低反应谱值;2)增加结构第1振型阻尼比,减小结构反应。

用等效线弹性方法,采用隔震垫的等效弹性刚度,用中震时程法进行隔震结构计算,利用了第一个条件。

如要用到第二个条件,就要考虑因隔震垫阻尼大引起的结构振型阻尼(尤其是第1振型阻尼)的增加。通常的程序采用Rayleigh阻尼,如何做到这点要设计人员考虑。

(2)非隔震结构降1度小震计算的安全度问题

减震系数β是由中震隔震结构和非隔震结构的地震反应(基底剪力、倾覆力矩)比较得出的,计算时假定上部结构处于弹性状态。

上部结构的设计是采用非隔震结构模型按降1度小震进行结构和构件设计,由此设计的结构在设防烈度中震下已进入屈服,因此前述的计算减震系数β时上部结构弹性的计算假定不准确,由此带来的对β值的影响应考虑。

2 隔震结构中震设计的反应谱法

设想隔震结构的设计,可以采用隔震结构模型,隔震垫按等效线弹性考虑其参数,进行中震下的反应谱计算,这里需要解决的问题有:

(1)隔震结构的阻尼矩阵为非典型的,因此动力方程在阻尼项耦联,如采用振型叠加法,忽略阻尼矩阵的非对角项,由此带来的误差应加以研究和考虑。

(2)由于隔震垫的阻尼大,由此使得隔震结构的振型阻尼比不同于普通结构的振型阻尼比(如钢结构2%,混凝土结构5%),特别是前几阶振型阻尼比要比普通结构大得多。如何合理确定隔震结构的振型阻尼比是个问题。

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