强震下层间隔震体系的损伤破坏机制及性态控制研究

本项目以研究强震下层间隔震体系的损伤破坏机制及性态控制方法为目标, 采用理论研究，计算机仿真与振动台试验相结合的方法，研究层间隔震体系在复合因素作用下其下部结构-隔震层-上部结构的相互耦合动力效应，以及该体系的非线性损伤累积效应及其演化规律，探索隔震层破坏、局部结构破坏和层间隔震体系整体破坏之间的关系，揭示层间隔震体系失效破坏机制。研制开发SMA-压电复合智能摩擦消能器以及非线性限位装置用以控制隔震层的损伤与大震下的失稳。此外，研究控制隔震层下部损伤破坏的消能器设置原则和方法。对层间隔震体系控制前后分别进行地震易损性分析，研究基于易损性曲线的的可靠度评定方法。构建层间隔震体系的性态设计水平和设计指标，在此基础上建立该体系基于性态设计与损伤控制的理论和方法。上述研究，为层间隔震技术的推广提供了必要的科技支撑和技术储备，具有重要的理论和现实意义。

层间隔震结构是近年来减震研究热点之一，在强地震作用下的结构性能受人瞩目。本课题研究了层间隔震体系在复合因素下的耦合效应、层间隔震体系的损伤机理与破坏模式、基于SMA—压电复合智能摩擦消能器的层间智能隔震体系研究 、层间隔震体系限位装置的研发与碰撞参数优化设计、层间隔震体系下部结构的损伤与倒塌控制方法、层间隔震体系的易损性分析与地震可靠性安全评定方法、层间隔震体系基于性态的抗震设计方法，得出以下结论：1. 通过考虑近场与远场地震动的不确定性，采用增量动力分析（IDA）对比分析了一传统抗震结构和相应层间隔震结构在近、远场地震作用下的概率地震需求危险性及基于性能的地震易损性，分别得到传统抗震结构和相应层间隔震结构的地震危险性曲线和易损性曲线，给出层间隔震结构的破坏概率，探讨了层间隔震结构的破坏模式和破坏规律，为受地震灾害的层间隔震结构损伤评估提供依据；2.研发了层间隔震限位装置，通过不同结构限位参数的研究，总计了不同限位距离和限位刚度对结构的影响，对结构的损伤进行了研究；3. 提出的基于响应面法的层间隔震结构地震易损性分析方法计算量少、精度高，有效提高了易损性分析作为层间隔震结构性能评估的时效性，具有较大的工程应用前景；4.研发了 SMA—压电复合智能摩擦消能器，对使用该阻尼器的层间隔震结构智能控制进行了探索；5. 提出的随机响应面法改善了拟合函数的近似程度，基于线性无关的配点方法明显提高了计算效率；TMD调谐和层间隔震结构中，上、下部子结构刚度变异系数的变化对整体结构的可靠性灵敏度将产生不同的影响；可靠性灵敏度的分析结果可以提供体系的可靠度指标对随机参量变化的重要性排序，从而提高大型复杂结构的可靠性分析和优化设计的效率；6．研究了层间隔震的不同失效模式，对层间隔震进行了振动台试验，研究了下部减震结构的减震效果。