一维周期性基础的衰减域特性与隔震性能研究

作者：赵春风; 曾超; WITARTO W; MO Y L

来源：建筑结构学报, 2020, 41(S2): 77-85.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2020.S2.0010

• 一维周期性基础
• 基础隔震
• 衰减域
• 振动台试验
• 动力性能

周期性材料存在某些固定的频率带,该频率带对弹性波具有选择性透过的作用,处于频率带范围内的弹性波不能透过周期性材料,可以为工程结构减隔震、减振、降噪、消波和隔热等的设计与开发提供新途径。为验证周期性材料的衰减域特性以及对地震波的阻隔作用,减小地震作用下工程结构的动态响应,基于Bloch-Floquet理论,从理论上推导出周期性材料的频散关系,给出周期性材料的频率带隙。建立一维层状周期性基础和钢筋混凝土基础反应堆厂房数值模型和缩尺模型,分别以正弦波扫频和地震波输入的方式,通过振动台试验对周期性基础和钢筋混凝土基础的反应堆厂房进行动态响应分析和滤波效果分析。结果表明,一维周期性基础存在频率带隙,处于该频率段内的地震波无法穿过周期性基础,隔震效果约为90%,且不会增大结构的相对位移;而钢筋混凝土基础则放大结构的动力响应。因此,通过调节周期性基础频率带隙宽度使其覆盖地震波的主要频段能够有效地阻隔地震波的传播,极大地减小工程结构的动力响应,可以用于工程结构基础隔震和减振。

• 单位
  土木与环境工程学院; 合肥工业大学; 土木工程结构与材料安徽省重点实验室