摘 要

本文通过MIDAS GEN分析软件采用时程分析法计算了多高层隔震结构当隔震支座进入非线性响应阶段时层剪切系数分布。与时程分析结果相比较，当隔震支座进入非线性响应阶段时《建筑抗震设计规范》GB5011-2010中规定的层剪切系数分布远远小于时程分析结果。因而为了得到多高层隔震结构当隔震支座进入非线性响应阶段时更合理的层剪切系数分布，本文探究了影响隔震结构层剪切系数分布的因素包括隔震支座弹性刚度k、屈服力f_y、二次刚度比α及上部结构周期T。研究发现当隔震支座进入非线性响应阶段时，对于隔震支座k较大、f_y及α较小的低层建筑和多高层建筑层剪切系数分布曲线有以下三个特点：（1）通过（1，1）及（n 1，1）点，其中n为结构层数；（2）层剪切系数最大值出现在结构高度的中部；（3）可采用3次抛物线很好地拟合。根据曲线以上特点采用3次抛物线拟合了层剪切系数分布曲线，得到了层剪切系数等效静力计算公式。通过对8、10、13、20层结构层剪切系数分布的研究，确定了等效静力计算公式中的未知系数m与等效阻尼比ζ的关系曲线。

关键词：隔震结构；非线性；层剪切系数；拟合曲线；3次抛物线；等效阻尼比

Abstract

In this paper, the shear coefficient of multi-high-level isolated structure is calculated by using the time-history analysis method through MIDAS GEN analysis software,when the isolation bearing enters the nonlinear response stage. Compared with the time-history analysis results, when the isolation bearing into the nonlinear response stage,shear coefficient specified by the "Building Seismic Design Code" GB5011-2010 is much smaller. Therefore, in order to obtain the more reasonable shear coefficient distribution when the isolation bearing enters the nonlinear response stage, the factors influencing the shear coefficient distribution of the isolated structure layer are studied, including the elastic stiffness k, the yield force f_y, the second stiffness ratio α and the upper structural period T. It is found that when the isolation bearing enter into the nonlinear response stage ,the shear-coefficient-distribution curve for multi-high-rise buildingor the low-rise building with bigger elastic stiffness k and smaller yield force f_y 、second stiffness ratio αhas the following three characteristics: (1) through points of (1,1) and (n 1,1), where n is the number of structural layers ;(2) the maximum value of the shear coefficient appears in the middle of the structural height; (3)cubic parabola can be used to fit it well . According to the above characteristics, the distribution curve of shear coefficient is fitted with cubic parabola, and the equivalent static calculation formula of the layer shear coefficient are obtained.The relationship between the unknown coefficient m in the equivalent static calculation formula and the equivalent damping ratio ζ is determined by studying the shear coefficient distribution of the structure with 8, 10, 13 and 20 layers.

Key words: isolated structure; nonlinear; layer shear coefficient; fitting curve; cubic parabola; equivalent damping ratio

目 录

第1章 绪论 1

第2章 隔震结构建模 5

2.1计算模型 5

2.2参数选择 6

第3章 地震波选取 7

第4章 隔震结构层剪力分布特征 9

4.1《规范》分布 9

4.2隔震支座非线性响应阶段层剪力分布特征 10

4.2.1 6层结构层剪力分布特征 10

4.2.2 10层结构层剪力分布特征 12

4.2.3 20层结构层剪力分布特征 15

4.2.4相同隔震支座参数下，不同高度隔震结构层剪切系数对比 17

4.3隔震支座线性响应阶段层剪力分布特征 18

第5章 隔震结构非线性响应阶段层剪切系数分布的回归分析 20

5.1层剪切系数分布曲线拟合 20

5.2 系数m的确定 22

5.3拟合公式的适用性 28

第6章 结论 31

参考文献 32

第1章 绪论

基础隔震结构设计指在房屋基础与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，减少输入上部结构的水平地震作用，达到预期防震要求。

建筑结构隔震技术是 20 世纪 60 年代出现的一项新技术，随着各国学者深入研究，隔震技术取得了丰富的成果，由于其易于实施、减震控制效果好，正受到越来越多国家的重视。许多国家都将基础隔震结构设计列入相应的规范中,以指导房屋的隔震设计,推动隔震技术的发展。

我国《建筑抗震设计规范》GB5011- 2001^[1]中新增了“隔震和消能减震设计”一章,为我国的基础隔震结构设计提供了依据。该规范规定隔震层以上结构的水平地震作用沿高度可采用矩形分布 ，由于层间地震剪力（以下简称层剪力）为上部结构水平地震作用的累加，那么相应的层剪力沿高度应当线性分布。新规范《建筑抗震设计规范》GB5011-2010^[2]认为上部结构地震反应由隔震结构的第一振型控制，并规定水平地震作用沿高度可按重力荷载代表值分布，隔震建筑上部结构各层的水平地震作用标准值F_i一般可按下式确定:

（1.1）