技术周刊 | 土耳其地震作用下某隔震结构分析

最近土耳其强震造成了当地严重的经济损失，再次为建筑防灾敲响了警钟，那么在此强震下隔震结构表现如何呢？下文将采用SAUSG-PI软件对某隔震结构进行分析。

01

模型信息

本例模型选用某地震烈度为8.5度的隔震结构，场地分组为三组，场地类别为Ⅱ类，模型高度45.3m，橡胶隔震共布置53个，其中铅芯橡胶支座共41个，模型图如图1-1所示，铅芯橡胶支座参数如图1-2所示。

 

图1-1 隔震模型

图1-2 铅芯橡胶支座参数

选取土耳其第一次7.8级地震3123台站的地震动记录，如图1-3所示，将其原地震动时程数据按照主次方向分别加载到抗震结构和隔震结构，作为工况1和工况2，将人工波按8.5度的罕遇地震峰值加速度调幅后加载到隔震结构，作为工况3，3个工况如表1-1所示。

 

 

图1-3 土耳其第一次7.8级地震3123台站的地震动记录^[1]

表1-1 工况列表

02

分析结果

 首先隔震模型与抗震模型的自振周期如图2-1所示，抗震模型的第一阶自振周期为0.97s，隔震支座设置后，隔震模型自振周期延长至2.66s。

图2-1 自振周期

分别提取3个工况的层间位移角与层间剪力进行分析，如图2-2所示，隔震模型（3123台站记录波）与抗震模型（3123台站记录波）的层间位移角之比包络值为0.66，基底剪力比包络值为0.82；隔震模型（人工波）与隔震模型（3123台站记录波）的层间位移角比包络值为0.47，基底剪力比包络值为0.60。

图2-2 层间位移角与层间剪力

（a）抗震模型（3123台站记录波）-工况1

（b)隔震模型（3123台站记录波）-工况2

(C)隔震模型（人工波）-工况3

图2-3 能量图

由图2-3所示各工况的能量图，抗震模型弹塑性阻尼比为5.9%，隔震模型（人工波）的弹塑性阻尼比为0.5%，隔震模型（3123台站记录波）的弹塑性阻尼比1.4%。

（a）抗震模型（3123台站记录波）-工况1

（b）隔震模型（3123台站记录波）-工况2

（c）隔震模型（人工波）-工况3

图2-4 性能水平图

由图2-4所示各工况的性能水平图，抗震模型的重度损坏和严重损坏达20%以上，隔震模型（人工波）重度损坏和严重损坏仅为1.7%，隔震模型（3123台站记录波）重度损坏和严重损坏为6%左右。

综合以上各工况的层间位移角、楼层剪力、能量图及性能水平结果对比，8.5度设防烈度区的结构在土耳其地震动作用下，其隔震结构的性能水平明显优于抗震结构；但是对于隔震结构而言，相比原设防烈度人工波，由于土耳其地震动本身峰值加速度已超过8.5度区的罕遇地震峰值加速度，因此结构损伤明显加重。在遭遇超设防水准地震时，结构安全问题仍待研究。

03

总结

遭遇超设防水准地震时，隔震结构的损伤明显加重，时刻考验着结构抗震性能。而隔震结构性能水平仍明显优于抗震结构，进一步说明了国家大力推行减隔震技术对结构安全至关重要。

参考文献：

[1] 陆新征课题组 | 7.8 + 7.8 = ? | 2月6日土耳其地震序列型地震破坏力分析.

END