Page 246 - 《振动工程学报》2025年第9期

2176 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

慢，此时通过调整参数减小隔震层位移的效果较差； 140
而结构最大层间位移和顶层位移相邻等高线间距很
120
窄，表明此时对参数 α和 NIR 进行较小的调整都会对
最大层间位移和顶层位移产生很大的影响，因此，选 100
择合适的 NIR 和 α是必要的。通过仔细分析图 9~11， 位移 / mm 80 μ in
当 α>0.2 时，可避免对上部结构产生很大的不利影响。 μ so
μ sn
60
在 α>0.2 时，随着 NIR 的增大，隔震层位移变化趋势
μ i
为先迅速下降，然后趋于平缓；结构最大层间位移变 40 μ s
化趋势为先趋于平缓，然后迅速上升。以隔震层位
20
移刚达到下降平缓段和结构最大层间位移未明显增 0.1 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.2
BIR
加为准则，NIR 的取值范围为 0.5~1.0，此时结构顶层
图 13 隔震层位移与上部结构最大位移随 BIR 的变化趋势
位移也刚好处在最小峰值阶段。
Fig. 13 Variation trend of isolation layer displacement and
综 上 所 述， α和 NIR 的 取 值 范 围 分 别 为 0.2~0.4
superstructural maximum displacement with BIR
和 0.5~1.0，分别如图 9~11 中的红色方框所示。

140
2.3 BRB+BIS 系统参数研究
120
在隔震层布置 BRB，通过改变 BIR 和结构进行非
100
线性动力分析，对隔震层位移、结构最大层间位移和
结构顶层位移进行评估，比较结果如图 12~14 所示。 位移 / mm 80 μ in
图 12 给出了布置 BRB 后隔震层位移与结构最大层 μ mo
60 μ mn
间位移随 BIR 的变化趋势。图 12 中， µ i 为隔震层位 μ i
移， µ f 为结构最大层间位移， µ in 为未布置 BRB 时隔震 40 μ m
层位移， µ fi 为未布置 BRB 时结构最大层间位移， µ fo 为
20
非隔震结构最大层间位移。图 13 给出了布置 BRB 0.1 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.2
BIR
后隔震层位移与上部结构最大位移（相对隔震层顶
图 14 隔震层位移与结构最大顶层位移随 BIR 的变化趋势
部）随 BIR 的变化趋势。图 13 中， µ s 为结构最大位
Fig. 14 Variation trend of isolation layer displacement and
移， µ sn 为未布置 BRB 时隔震结构上部结构最大位移， structural maximum top floor displacement with BIR
µ so 为非隔震结构上部结构最大位移。图 14 为布置
BIR 的增大，隔震层位移先迅速减小并趋于平缓；结
BRB 后隔震层位移与最大顶层位移（相对地面）随
构 最 大 层 间 位 移 逐 渐 增 大， 并 逐 渐 接 近 未 设 置
BIR 的变化趋势。图 14 中， µ m 为结构最大顶层位移，
BRB 时结构最大层间位移；结构最大顶层位移呈现先
µ mn 为未布置 BRB 时隔震结构最大顶层位移， µ mo 为非
减小后增大的趋势，而上部结构最大位移逐渐增大。
隔 震 结 构 最 大 顶 层 位 移 。 由图 12~14 可 知 ， 随 着
重要的是，当 BIR 在 0.20~1.00 范围内时，BRB 在有效

100 减小隔震层位移的同时又保证结构不产生过大位移。

μ in
80 μ fo 2.4 BRB+NFVD+BIS 系统参数对结构的影响
μ fi
前文分别对 NFVD+BIS 系统和 BRB+BIS 系统进
μ i
位移 / mm μ f 行非线性动力分析，得出了合理的 NFVD NIR、 α和 BRB BIR 而形成
60
取值
和
范围。本节在隔震层同时布置
40
BRB+NFVD+BIS 系统，具体方法：首先优选 NIR=0.92、
α=0.2 和 BIR=0.92，计算布置 NFVD+BIS 系统与 BRB+
20
BIS 系 统 的 隔 震 层 位 移 ； 然 后 在 隔 震 层 同 时 布 置
0 BRB 和 NFVD，并将 BIR 和 NIR 减半，均取为 0.46，研
0.1 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.2
BIR 究混合系统在不同地震水准下隔震层位移变化行为，

图 12 隔震层位移与结构最大层间位移随 BIR 的变化趋势 隔震层位移和基底剪力分别如表 2 和 3 所示。根据规
Fig. 12 Variation trend of isolation layer displacement and 范要求 [12] ，在罕遇地震作用下，隔震层支座位移不应
structural maximum inter-story displacement with BIR 大于支座直径的 0.55 倍和各层橡胶厚度之和的 3.0 倍