有关基础隔震结构设计相关问题的讨论

有关基础隔震结构设计相关问题的讨论*摘要 本文总结了作者在隔震结构方面的一些讨论工作。包括：伴生自由振动在隔震结构振动反应中的地位、隔震结构简化计算方法的修订、隔震结构竖向荷载下的内力分布特征、隔震结构的高宽比限值等。这些讨论成果可为《建筑抗震设计法律规范》相关条款的修订提供参考。关键词：隔震结构；伴生自由振动；地震作用；竖向荷载；高宽比Discussion on some topics about base isolation structure designAbstract：Some research work done by the author about base isolation structure are summarized in the paper. They are, transient vibration in the seismic responses, some suggestions about simplified design method, the inter forces distribution under vertical load, and height-width ratio of the building. These can supply reference for the revision of “Code for seismic design of building”引 言《建筑抗震设计法律规范》[1]（GB50011-2001）[1](以下简称《法律规范》)将基础隔震结构设计纳入其中，使隔震技术的应用变得有法可依。随着隔震结构应用的不断拓展，在《法律规范》应用的过程中遇到了一些需要进一步明确和深化的问题。一些设计建议还需要进一步修正。本文就下面几个方面的问题开展了相关的讨论工作。1 伴生自由振动 一般认为，由于阻尼的作用，伴生自由振动很快衰减，通常只考虑稳态振动部分。但是对于隔震结构 ，地震波的卓越频率远大于结构的自振频率，这种情况下，伴生自由振动在总动力反应中的作用有所不同讨论表明[2]，此时的伴生自由振动不但不能略去不计，有时还是总动力反应中的主要成分。以单自由度有阻尼体系简谐地面运动作用为例，伴生自由振动与稳态振动位移、绝对加速度振幅的比值分别为 （1）式中，、分别为隔震结构的阻尼比和自振频率；为荷载频率与结构自振频率的比值。与普通的抗震结构相比，隔震结构的自振频率比较小，频率比比较大。因此，伴生自由振动与稳态振动振幅比值要比普通抗震结构大得多。图 1、图 2 分别给出了不同阻尼比情况下，这两个比值随时间的变化规律。从图中可以明显看出，即使有阻尼的作用，当频率比较大时，伴生自由的位移和加速度也不会衰减到可以忽略的地步。而且，当频率比大到一定程度时，伴生自由振动在一定时间内起主要作用。对于地震波输入的情况，...