隔震结构震后复位能力研究

摘要

隔震结构由于隔震层的刚度较小，结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震作用下，隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求，但是变形结束后，在某些地震作用下隔震装置很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正常使用功能的中断，难以保证隔震装置在多次余震或未来地震中继续发挥作用，并且在震后难以修复到初始位置。基于此，本文对比分析当前设计规范中对隔震支座复位能力的规定；以超弹性形状记忆合金（SMA）良好的变形自恢复能力为基础，结合铅芯橡胶隔震支座（LRB），提出自复位隔震支座（SMA–LRB）；通过压剪往复加载试验，对比传统LRB与SMA–LRB的力学行为；对基于不同规范限值的LRB及SMA–LRB的单自由度体系进行非线性时程分析。结果表明：SMA–LRB具有良好的自复位能力；在满足规范设计的情况下，LRB隔震体系在震后仍可能出现较大的残余变形；残余变形值与隔震层的最大变形值无直接关系，在中等地震作用下（如设防烈度地震）可能更容易出现残余变形；SMA–LRB隔震体系增强了隔震结构震后的复位能力，能有效减小震后残余变形。

关键词

隔震结构 / 铅芯橡胶支座 / 自复位 / 形状记忆合金 / 残余变形 / 正常使用功能