双向动态励磁下基层建筑物的多血清响应控制

摘要

在当前动态和快速发展的城市环境中，建筑物在多重灾害情景下的安全性和灾后功能问题是一些重大挑战。本文研究了地震和爆炸诱发地震动多重危险情景下的多层基础隔震建筑。在双向多危险激励下，评估了五种不同类型隔震系统的多层建筑模型，即叠层橡胶支座(LRB)、铅橡胶支座(N-Z)、纯摩擦系统(PF)、摩擦摆系统(FPS)和弹性摩擦基座隔震器(R-FBI)。对隔震系统及其关键参数在多层建筑防护中的适用性进行了评价。此外，还评估了上部结构阻尼和层数等特性的影响。此外，还提出了双向灾害对固基建筑物的影响进行比较。给出了基础隔震建筑的关键响应量，并对不同隔震体系的关键响应量进行了比较。此外，还进行了参数研究，并给出了响应量的变化趋势，以研究在地震和BIGM多重灾害情景下，隔震系统重要参数对建筑防护的影响。研究结果表明，不同隔震系统的建筑对这两种危害的行为是不同的。此外，隔离系统的关键参数对不同危害的影响是不同的。 Therefore, the selection of design parameters of isolation systems shall be made with due consideration of the influence of multiple hazards. Additionally, the influence of the properties of the superstructure, such as the number of stories and the damping of the superstructure, on the behavior of the base-isolated buildings under the multihazard loading, is presented.

1.介绍

地震已经仍然是对土木工程结构和基础设施系统的安全和可维护性的突出威胁之一。已经提出了众多策略，研究和实施了结构的地震保护[1- - - - - -4]．已经证明了结构响应控制策略的使用是一种有效的方法。基本隔离是保护结构，结构居民的有效策略，以及在结构中占据了地震的不良影响的结构内的内容物。通过增加结构的基本时期并消散地震能量来减少施加在上层建筑上的地震力[5，6].已提出各种类型的基础隔震策略，如弹性支座、滑动支座和滚动支座[6]．此外，近年来不同的主动和半主动隔震策略引起了研究人员的注意[7- - - - - -10.]．

结构，包括配备基础隔震系统的结构，在其使用寿命中也可能遭受其他危险，这就需要在结构设计中考虑各种类型的荷载。尽管各种自然及人为灾害对社会经济造成重大影响[11.，12.]如爆炸，冲击，地震，海啸和风，少注意研究和开发，了解在多种危险下结构的行为和设计策略。此外，与关键基础设施的安全性和可维护性有关的风险，作为生命线结构，如医院，桥梁，发电厂，数据中心和通信中心，是至关重要的。因此，考虑到可能影响安全性和可维护性的所有危险，它对于设计结构，尤其是关键基础设施来说至关重要。在结构评估和结构设计中使用多血清方法的使用有限。例如，Messervy等人。[13.]，Gardoni和LaFave[12.]，Mahmoud和Chulahwat[14.]，Venanzi等人。[15.]、罗伊和马萨加尔[16.，17.]就建筑物的多重危险防护进行了研究。

虽然基本隔离是减轻地震不利影响的有效策略，但不充分探讨其在多血清装载下保护结构的效果。大多数关于基本隔离结构的研究也侧重于地震保护，因此，有限的研究是在其他灾害下对基础结构的性能评估进行的有限研究，如风和爆炸。一些探讨风装下的碱基结构行为的尝试包括亨德森和诺瓦克进行的研究[18.，19.]．他们对基础隔震建筑在风荷载作用下的响应进行了理论和实验研究，并将理论和实验结果进行了比较。Chen和Ahmadi [20.已经评估了层压橡胶轴承（LRB），高阻尼橡胶轴承（HDRB）和弹性 - 橡胶轴承（R-FBI）分离的结构的敏感性。此外，Kareem [21.[在风装下，用无源阻尼器研究了基座隔离建筑的动力响应。后来，梁等人。[22.]评估了在波动风负荷下底座孤立的建筑物的居住性。最近，冯和陈报告了对风装下的高层基地建筑物响应的概率调查[23.]．

隔震结构的下表面鼓风的响应已经被一些研究人员评估。张和Phillips [24.，25.研究了一个多层基础隔震建筑的性能，有被动附加阻尼器和没有被动附加阻尼器，以抑制建筑物暴露在爆炸荷载下的振动响应。另外，Kangda和Bakre [26.]评估了经受表面爆炸的碱基分离结构的响应，并得出结论，基本隔离可以有效地减轻爆炸响应量，例如峰值故事位移，故事漂移和根均线（RMS）绝对加速度。在爆炸诱导的地面运动（BIGM）下的基地隔离建筑的表现也在最近的关注。Mondal等。[27.，28.研究了铅橡胶支座(N-Z系)隔震建筑物在BIGM作用下的响应。此外，Mondal等人还研究了配备形状记忆合金的基础隔震系统在BIGM下保护建筑物的性能[29.]．此外，Mondal等人讨论了使用各种基部隔离系统在保护防止爆炸诱导的地面运动的建筑物中。[30.]。调查结果显示，基础隔震有助于控制爆炸引起地面运动下建筑物的振动响应。此外，还探讨了基础隔震策略在其他非地震危险（如列车引起的振动）下控制建筑物振动响应的性能[31.- - - - - -33.]。关于在不同类型激励下对建筑物的振动响应控制实施基础隔震的现有有限文献表明，该策略在减轻各种类型危害的不利影响方面具有潜在益处。尽管基础隔震系统具有振动保护潜力，但在不同类型的危险性下，ASE隔离建筑会受到不同的影响，因此，有必要考虑多险种方法来满足可能受到不同类型荷载的基础隔震建筑的安全性和可服务性设计要求。基础隔震建筑在地震和爆炸引起的地震动作用下的行为。此外，在地震和大震多灾害情景下，基础隔震系统的关键参数对反应缓解效果的影响尚未探讨。

因此，有必要调查和揭示配备叠层橡胶支座（LRB）、铅橡胶支座（N-Z系统）、纯摩擦（PF）系统、摩擦摆系统（FPS）和弹性摩擦基础隔离器（R-FBI）的建筑物的性能在地震和爆炸引起的地面运动的多灾害情景下。因此，本文对装有各种基础隔震系统的建筑物在多危险荷载作用下的性能进行了评估。本研究的主要目标包括：（a）评估基础隔震建筑在双向近断层（NF）地震动、远断层（FF）地震动和爆炸诱发地震动（BIGM）下的性能，（b）评估本文考虑的五个基础隔震系统的特征参数对基础隔震建筑在不同危险下的行为的影响，以及（c）研究上部结构特性对基础隔震建筑多危险响应的影响。

2.在双向激励下建模底座建筑物

本次调查中考虑的基础隔震建筑的示意图和理想模型如图所示1. 图中所示基础隔震建筑的三维模型显示了建筑的方向、隔震器的位置、上部结构特性和基础激励。基础隔震建筑在双向基础激励下的数学建模如下所述。

2．1．运动控制方程

在上部结构保持在弹性范围内的假设下，推导了基础隔震建筑在地面加速度作用下的运动控制方程。此外，考虑到楼板是无限刚性的，梁和柱是轴向不可伸长的，建筑是对称的X和Y方向，建筑物的扭转响应被忽略。因此，两度自由度，侧向位移X和Y在运动方程的公式中考虑了各楼层和基底质量水平的方向。双向基底激励下基础隔震建筑运动控制方程的矩阵形式如下所示： 在哪里 ， ，和 ，分别是基础隔震建筑的质量、阻尼和刚度矩阵。这些结构特性矩阵如下所示： 在哪里 上层建筑的质量矩阵大小N；N是故事的数量;它的质量是多少地板是基本质量；和 ，分别被衰减和上层建筑中的刚度矩阵X方向;和 ，分别被衰减和上层建筑中的刚度矩阵Y方向;和建筑物第一层的阻尼常数在吗X和Y方向分别;和是建筑物第一个故事的僵硬X和Y方向分别; 是大小为的行向量N； 是大小为的行向量N和是一个大小为空的矩阵 ．

此外，基础隔震建筑的位移、速度和加速度矢量， ， ，和 ，分别为隔离器中恢复力的矢量， ，地面加速度的矢量， ，和影响系数的矩阵， ，具体如下。 在哪里和 ，分别是基部质量相对于地面的位移X和Y方向；和 ，分别是基部的质量相对于地面的速度X和Y方向；和 ，分别是基材相对于地面的加速度X和Y方向； 和 ，分别是中楼板位移的向量X和Y方向；和 ，分别为内的底速度向量X和Y方向；和 ，分别是地板加速度在载体X和Y方向；和 ，分别是X和Y作用在基础隔振器上的力的分量;和地面加速度是多少X和Y方向分别;和 是大小影响系数的列向量N.运动控制方程的解是使用状态空间公式数值获得的。

2.2。在双向激励隔震的数学建模

在本研究中，研究了弹性和滑动轴承隔震多层建筑的多重危险响应。采用板式橡胶支座(LRB)和铅橡胶支座(N-Z系)两种弹性轴承;而研究的三种滑动轴承是纯摩擦(PF)系统、摩擦摆系统(FPS)和弹性-摩擦基座隔振器(R-FBI)。在考虑支座特性参数的基础上，建立了支座的数学模型。LRB的数学表示使用隔离时间周期和隔离阻尼比 ，而N-Z系统是使用隔离时间段建模的 ，隔离阻尼比 ，产量位移 ，标准化屈服强度 ．所述PF系统正在使用的摩擦系数，其特征在于 ，和隔离时间段和摩擦系数用于对FPS进行建模。此外，隔离时间周期 ，摩擦系数 ，和隔离阻尼比用于模拟R-FBI。LRB是一个线性隔离系统，轴承的恢复力X和Y方向可以如获得 在哪里 为隔震阻尼系数； 是隔离刚度;是隔离系统的角频率;和 是基本隔离建筑的总质量。

N-Z系统，PF系统，FPS和R-FBI是非线性隔离器，并且其力变形行为在数学上用和而不考虑双向交互。孤立系统中的恢复力量起作用X和Y方向可分别通过以下方式获得： 在哪里 是隔离器的初始刚度和 是隔震器屈服后与屈服前的刚度比。此外，无量纲滞回位移分量，和 ，由Wen提出的非线性微分方程[34.，35.]和Park等人。[36.[分别用于滞后行为而没有和双向相互作用。没有考虑双向互动，值和可使用以下方程式获得：

相反，考虑到双向互动，和可以基于以下等式进行评估： 在哪里n = 2是用于表征隔震系统非线性力-变形曲线平滑度的参数，sgn（）表示signum函数。无量纲参数的值一个， ，和 ，对于N-Z系统，分别为1、0.5和0.5[37.];然而，值一个， ，和 ，分别为PF系统，FPS和R-FBI提供为1,0.1和0.9 [38.].此外，屈服位移的值，问，则取N-Z系为2.5 cm [39.]，鉴于问 = 0.25 mm is used for sliding isolation systems. Additionally, the damping ratio of the PF system, the postyield stiffness of the PF system, and the damping ratio of the FPS are taken as 0. The yield strength of the N-Z system is evaluated as ，在哪里和 ，分别是隔离轴承的归一化屈服强度和碱基隔离建筑的总重量。评估PF系统，FPS和R-FBI的屈服强度为 ，在哪里是隔离系统的摩擦系数。

3.数值模拟研究

在双向多士激发下研究了基地建筑物。使用五种类型的基础隔离系统隔离建筑物，并且在近断层（NF）地震，远端故障（FF）地震和爆炸诱导的地面运动（BIGM）下评估隔离建筑物的行为。本文研究的底座隔离建筑的示意图和理想化模型在图中描绘了1(一)和1 (b)．建筑物的所有地板和基地质量的群众被认为是相等的 ．此外，所有楼层的侧向刚度对于两者都是相等的X和Y方向。瑞利法用于构造上部结构的阻尼矩阵，其中上部结构的阻尼比被认为是5%。研究了五种不同层数的建筑模型。五栋建筑层数的不同值分别为1、2、4、6和8；而基本时间段(T）固定基础建筑的值分别为0.1秒，0.2秒，0.4秒，0.6秒和0.8秒。此外，故事高度（H)第3.5节 所有建筑物均考虑m。本研究中使用的上部结构和五个基础隔震系统的性能总结如表所示1．

在数值调查中，通过研究NF地震，FF地震和BIGMS下的不同响应量来评估配备有五个基本隔离系统的建筑物的性能。响应量，X和Y评估和研究的方向包括绝对的顶层加速度（和 ，分别）；顶层位移(和 ，分别），相对于地面；隔离器位移(和 ，分别），相对于地面；标准化基础剪切机(和 ，分别);上层建筑总漂移比(和 ，分别);和最大的壁垒漂移比（和 ，分别）。上部结构总位移比是上部结构总位移与上部结构总高度之比。此外，最大层间位移比为建筑物各层层间位移比峰值的最大值。此外，顶层的合成加速度 ，最终顶层位移 ，合成的隔离器位移 ，合成归一化基底剪力 ，得到的总上图漂移比 ，并产生最大颠覆漂移比本文还对其进行了研究。

３．１．研究中考虑了双向多危害条件

目前的研究重点是研究基础隔震建筑在不同类型双向基础激励下的多灾害行为。近断层（NF）地震地面运动、远断层（FF）地震地面运动和爆炸诱发地面运动（BIGM）在使用各种基础隔震系统进行隔震的建筑物上进行。本次调查中使用了六条记录的双向地震地面运动记录。六条地震地面运动记录中的三条记录（a）距离破裂面最近的1979年帝王谷， ，3.95公里(IV1979);(b) 1989年洛马·普列塔， （1989年）；及（c）一九九四年北岭， （NR1994）接近故障地震地面运动。剩下的三个地震地面运动记录（a）1979年帝国山谷， （IV1979F）;(b) 1989年洛马·普列塔， （LP1989F）；及（c）一九九四年北岭， （NR1994F）是远端地震地面运动。桌子2提供事件日期、记录站、离破裂面最近的距离、重力加速度中的峰值地面加速度（PGA）单位，以及地震地面运动数据的其他相关细节。在表中，提出了六种地震事件中的每一个的两个组件，其作为基本激励应用X方向和Y方向同时

由于爆炸引起的地面振动的程度受到各种参数的影响，例如炸药的类型，炸药的重量，地面介质的类型，以及到电荷的距离。在这项研究中，使用Carvalho和Battista提出的功能来数学地表示爆炸诱导的地面运动[40.]．指数衰减的大型加速度， ，这是在有攻角的基础隔离建筑上产生的从X-axis（图1 (c))可被评估为 在哪里t是时候瞬间; 是到达时间;R是到电荷的距离; 为峰值粒子速度(PPV) [41.]; 是通过土壤介质的波传播的速度;E和ρ分别为土壤介质的杨氏模量和平均密度；V是以m为单位的装料室体积^3.和问是当量三硝基甲苯（TNT）装料的重量，单位为kg。

价值 ，R， 和Vused in this study are 5280 m/s, 50 m, and 1000 m^3.，而TNT炸药重量(问)值分别为50 t、75 t和100 t，用于评估BIGM加速度。此外，将得到的BIGM加速度应用于具有攻角的基础隔震建筑0°、15°、30°和45°的值。对于以攻角作用的大加速度来自X-AXIS，这XBIGM的成分可通过以下方式获得： ，鉴于Y组件可以计算为 ．研究中使用的近断层地震、远断层地震和大震的时间历程如图所示2，而三种激励的傅里叶谱如图所示3.．

3.2。双向相互作用的影响

所考虑的地震地面运动和BIGM的两个分量应用于建筑物，作为作用于建筑物的基础激励X和Y方向同时。然后可以评估所得到的响应量 ，在哪里是任何响应量的结果值，响应量的值是否在X方向，和响应量的值是否在Y方向。

对于线性基础隔震系统，叠层橡胶支座（LRB），可通过评估建筑物在双向激励下的响应，获得建筑物在双向激励下的响应X和Y方向没有特别考虑隔震层的双向相互作用。但是，这种方法可能会导致非线性基础隔震系统隔震建筑物的错误结果。当非线性基础隔震器隔震的建筑物受到双向激励时，作用在基础上的力solators源于作用于两个方向的激励X和Y的方向。因此，当隔离器中的合力等于屈服力时，隔离系统的后场行为被激活。

的X和Y隔离器屈服强度的组成部分受隔离器中隔离器力的相对大小的影响X和Y的方向。标准化屈服强度之间的关系 ，混凝土中的标准屈服强度X方向 ，以及Y方向被给出 ．关系之间的图形表示 ， ，和如图所示4时，作为从中测量的隔离器合力的角度(方向)的函数X-轴心 ．

如果建筑物的响应是独立评估的激励作用X和Y它导致忽略了双向相互作用的影响。例如，具有固定基础基本时间周期的四层建筑的响应0.4秒和超大结构阻尼比的0.05，如图所示5和6．在图中5，FPS隔离的四层建筑的顶层加速时间历史（= 2.5 s和 = 此外，在（a）LP1989，（b）LP1989F和（c）BIGM下，FPS在考虑和不考虑双向相互作用的情况下的力-变形图，问 = 75 t andθ = 30°，如图所示6.图中所示的时间历程图和力变形行为5和6表明，具有和不具有考虑双向交互所获得的响应是​​不同的显著。

因此，为了确定基础隔震建筑的不同响应量受双向相互作用的影响程度，本文进行了详细的对比研究。研究了N-Z体系、PF体系、FPS体系和R-FBI体系隔离建筑在有和不考虑双向相互作用的各种双向基激励下的响应量。在考虑和不考虑双向相互作用的情况下，建筑物的响应量之间的百分比变化被评估为 在哪里是响应数量的百分比差异;是不考虑双向相互作用时所得到的响应量的峰值;和当考虑双向相互作用时，是所得到的响应量的峰值。

价值图中显示了在NF地震、FF地震和大地震下，配备四个非线性隔震器的四层建筑的顶层加速度、隔震器位移和基底剪力7．如图所示，对于所有情况，如果忽略了双向相互作用，则所得的顶层加速度和所得碱基剪切被高估。相反，观察到双向相互作用的忽略，导致低估所得隔离器位移响应。由于忽略了双向相互作用的建模方法，因此出现了对响应量的低估和高估。当双向相互作用被忽略时，以这样的方式建模隔离系统，使得在归一化结果隔离器力的较大值下表现出的邮政邮政行为而不是考虑双向交互的情况。这导致具有增加的初始刚度和下双向激励减少灵活性隔离系统的建模。因此，对于不考虑双向相互作用的情况，获得了所得隔离器位移的较小值和所得的顶层加速度的较大值和得到的基础剪切。

响应量的高估和低估程度取决于励磁和隔离系统。对于NF地震地面运动，忽略双向相互作用会导致合成顶层加速度和合成基底剪力分别高估44.5%和31.9%。相反，合成隔离器位移被低估高达32%。对于FF地震，忽略双向相互作用导致合成顶层加速度和合成基底剪力分别高估31.6%和33.5%。此外，合成隔离器位移被低估了81.2%。由于忽略了暴露在BIGM中的基础隔震建筑的双向相互作用，顶层加速度和基础剪力的合成值被高估了29.3%。此外，合成隔离器位移被低估了27.6%。因此，可以得出结论，当忽略双向相互作用时，在所有三种类型的激励下，合成顶层加速度和合成基底剪力被高估，合成隔离器位移被大大低估。这对基础隔震建筑的多灾害响应有显著影响。因此，应考虑双向相互作用，以足够准确地捕捉基础隔震建筑在双向NF地震、FF地震和大地震下的行为。

3.3。双向激励下基部孤立建筑物的多血清响应

研究了NF地震、FF地震和BIGM地震作用下的四层基础隔震建筑，以了解各种基础隔震系统在多灾害荷载作用下对建筑行为的影响。基础隔震建筑受到双向激励，其响应量为X和Y考虑双向相互作用，研究了方向和合成响应量。

3.3.1。被N-Z系统隔离的建筑物的响应

的峰值趋势X组成部分Y图中显示了配备N-Z系统的四层建筑的构件和合成响应量（顶层加速度和隔离器位移）8. 固定基准基本时段本研究中使用的四层建筑是0.4秒，而超大结构阻尼比为0.05。隔离时间段时，屈服位移(问)的2.5 cm，与隔离阻尼比为0.075。标准化屈服强度N-Z系统的变化从0.025到0.2。

结果如图1所示8描绘归一化屈服强度的影响N-Z系统对基础隔震建筑在NF地震、FF地震和大地震下的响应量的影响。对于NF地震和FF地震，图中还显示了绝对顶层加速度和隔震器位移的平均趋势。固定基础建筑的响应量值对于所有三种类型的激励，建筑物的绝对顶层加速度响应X，Y并且与固定碱基响应（FBR）相比，结果方向显示相当大的降低。这种减少突出了基本隔离在抑制NF地震，FF地震和BIGMS的不良影响方面的益处。

基隔离建筑的下具有等效TNT装料重量的不同值BIGMs双向响应（问)攻角呢(θ）也呈示。的影响问从具有30°攻角和等效TNT装药重量的BIGM获得的结果中观察到响应量(问)价值50 t、 七十五 t、 和100 T正如预期的那样，TNT装药重量越高，响应量越大。此外，采用75°的比格姆，研究了攻角的影响 当量TNT装药重量和攻角(θ)0°、15°、30°和45°的值。随着攻角的增加，在Y观察到的方向是增加的，并且在X观察到方向正在减小。这主要是因为该建筑是对称的X和Y轴，以及BIGM的组件沿着Y方向随着攻角的增加而增加。结果如图所示8结果表明，不同当量炸药装药重量和攻角下，顶楼加速度和隔振器位移响应量的变化趋势相似。此外，对于四层楼的类似性质的建筑X和Y在不同的方向上，具有不同迎角值的BIGM下的响应量的合成值是相同的。此外，标准化屈服强度的增加导致基础隔震建筑在所有三种类型的激励下的合成隔震器位移呈下降趋势相反，在FF地震和BIGM地震下，基础隔震建筑的顶层合成加速度随着标准屈服强度的增加而增加。此外，NF地震导致顶层合成加速度的初始降低，达到隔震器标准屈服强度的一定值，并进一步增加归一化屈服强度导致顶层加速度有增加的趋势。

要进一步调查基层建筑的行为，在地震和大型的多危险场景下，基层加速度，顶层位移，隔离器位移，归一化基础剪切，总上部结构漂移比和最大壁垒漂移比在下面进行了评估双向NF地震，FF地震和BIGMS。的X，Y，并对配备N-Z系统、LRB、PF系统、FPS和R-FBI的建筑物在多种危险下的响应量进行了评估。取IV1979、LP1989和NR1994地震地面运动下的响应量的平均值，得到NF地震的代表趋势。同样，取IV1979F、LP1989F和NR1994F地震地面运动下的响应量的平均值，得到FF地震实例的代表性趋势。得到了五种基础隔震体系在NF和FF地震作用下的平均响应趋势，并与基础隔震体系在BIGM地震作用下的响应趋势进行了比较。

N-Z系统性能的比较（= 2.5 s和问 = 2.5 图中描述了NF地震、FF地震和BIGM下的cm）9四层大厦(T = 0.4 s and = 0.05). 归一化屈服强度的影响基于底层加速度的N-Z系统 ，最终顶层位移 ，合成的隔离器位移 ，合成归一化基底剪力 ，得到的总上图漂移比 ，并产生最大颠覆漂移比提出了。得到了不同隔震阻尼比的N-Z体系六个响应量的变化趋势数值相似。对于所有三种类型的激励，观察到顶层位移和隔离器位移的结果，表明N-Z系统的标准化屈服强度值减小相反，在NF地震、FF地震和大地震下，基础隔震建筑的归一化屈服强度对合成顶层加速度、合成归一化基底剪力、合成上部结构总位移比和合成最大层间位移比的影响不同在NF地震中，N-Z系统标准化屈服强度的增加导致四个响应量的初始减少超过约0.13的值会导致上部楼层合成加速度、合成归一化基底剪力、合成上部结构总位移比和合成层间最大位移比的激增。对于基础隔震建筑，在FF地震作用下，增加的通常导致增量 ， ， ，和 ，除了少量值的相对平坦的趋势（最多0.065）与隔离阻尼比， ，为0.05和0.075。此外，BIGM导致的持续增长趋势 ， ， ，和增加 ．

3.3.2。被LRB隔离的建筑物的反应

考虑到隔震时间段的不同值，评估了LRB隔震建筑物在三种类型激励下的性能和隔震阻尼比 ．隔震阻尼比在0.025到0.25之间变化，而隔震时间段的四个不同值（2 s、 2.5 s、 三, s、 和3.5 s） 都被考虑了。隔震阻尼比对四层基础隔震建筑在三种类型激励下的响应量的影响如图所示10.．随着隔震阻尼比的增加，在地震激励下观察到的顶层合成加速度、顶层合成位移、隔震器合成位移、基底合成归一化剪力、上部结构合成总位移比和层间合成最大位移比的变化趋势是相似的。在NF地震和FF地震下，6个响应值均随隔震阻尼比的增大而减小。对于遭受BIGM的建筑，随着隔震阻尼比的增加，其归一化基底剪力、上部结构总位移比和层间最大位移比呈相对平坦的趋势。相反，随着隔震阻尼比的增大，顶层合成位移和隔震器合成位移减小，而顶层合成加速度随隔震阻尼比的增大而增大。

3.3.3。由PF系统隔离建筑的响应

通过改变隔震系统的摩擦系数来评估PF系统在NF地震、FF地震和BIGM地震下的性能从0.025至0.25。在四层隔震建筑物的三种类型的激励下的响应数量的隔离系统的摩擦系数的影响呈现于图11..图中绘制的结果表明，NF地震、FF地震和BIGM的六个响应量的趋势相似。对于所有三种类型的激励，顶层位移和隔离器位移随着摩擦系数的增加而呈减小趋势。此外，随着PF系统增加，顶层加速度、基底剪力、上部结构总位移比和最大层间位移比增加。此外，配备PF系统的建筑物的剩余合成隔震器位移与其他隔震系统的隔震器位移的比较如表所示3.．因为纯摩擦系统缺乏恢复容量，由PF系统隔离建筑，观察到容易产生三种类型的激励下大的残余位移。

3.3.4。由FPS隔离的建筑物的响应

图中显示了FPS隔离的四层建筑在地震和BIGM独立多灾害情景下的行为12.．隔离时间段FPS考虑2 s、2.5 s、3 s和3.5 s的值，而隔振系统的摩擦系数在0.025到0.25之间变化。对于FPS的摩擦系数的较小值（即，大约高达 = 0.075), the resultant top floor acceleration shows small reduction for an increase in在NF地震下，当FPS的摩擦系数增加超过0.075时，合成顶层加速度呈现增加趋势。在FF地震和BIGM地震下，合成顶层加速度随着摩擦系数的增加而稳步增加 ．在FPS的摩擦系数的增加会影响所得到的顶层位移和所得隔离位移类似。二者的响应数量减少与NF地震下的增加的摩擦系数，FF地震，和BIGM。下NF地震，所得到的归一化基底剪力，所得总上层建筑漂移率，和产生的最大间位移比最初减少与增加隔离器的摩擦系数，和之后的一定值 ，三个响应量开始呈现增加趋势。对于FF地震，当FPS的摩擦系数较小时，三个响应量均有较小的减小 ．当摩擦系数大于0.05时，趋势相反，三个响应量都随着的增加而增加 ．此外,结果在所得到的归一化基底剪力，所得总上层建筑漂移率，和BIGM下隔震建筑物的产生的最大间位移比的增量相一致。

3.3.5。被R-FBI隔离的建筑物的反应

配备R-FBI的四层建筑在NF地震、FF地震和BIGM下的表现如图所示13.．隔离时间段R-FBI的平均值为2.5 s隔震阻尼比考虑0.05、0.075、0.1、0.125和0.15的值；以及隔震系统的摩擦系数从0.025到0.2。除了在FF地震下的归一化基底剪力、上部结构总位移比和层间最大位移比的变化趋势有微小差异外，采用R-FBI隔离的建筑的整体性能与采用FPS隔离的建筑相似。对于配备R-FBI的建筑，在FF地震中，隔震系统摩擦系数的增加会导致合成的归一化基底剪力、合成的上部结构总位移比和合成的层间最大位移比的一致增加。

对于遭受NF地震的建筑物，R-FBI的阻尼比对顶层位移、隔震器位移、标准化基底剪力、上部结构总位移比和最大层间位移比有显著影响。对于较小的隔震器摩擦系数，较大的隔震阻尼比会导致五个响应量的较小值。然而，随着R-FBI摩擦系数的增加，隔震系统阻尼比的影响减小。此外，在NF地震下，R-FBI的阻尼比对顶层加速度的影响较小，与摩擦系数的值无关。在FF地震下，R-FBI的阻尼比对顶层加速度、规范化基底剪力、上部结构总位移比和最大层间位移比没有显著影响。同样，对于基础隔震建筑，隔震阻尼对规范化基础剪力和最大层间位移比的影响较小。对于R-FBI摩擦系数较小的基础隔震建筑，在FF地震和大地震作用下，顶层位移和隔震器位移随着隔震系统阻尼比的增加而减小。相反，对于基础隔震建筑，在BIGM下，顶层加速度和上部结构总位移比随着阻尼比的增加而增加。

3.4.多危险场景下上部结构特性对性能的影响

基础隔震建筑的性能会受到上部结构特性的影响，如上部结构的柔度和阻尼。因此，在NF地震、FF地震和考虑双向相互作用的BIGM条件下，评估上部结构特性对基础隔震反应的影响。通过量化不同层数的基础隔震建筑的不同响应量，研究上部结构柔度的影响N)，即1、2、4、6、8层。基本时段的值(T)时，考虑1、2、4、6、8层固定基础模型分别为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 s，而所有建筑模型的上部结构阻尼比均为0.05。五种基础隔震系统，LRB ( = 2.5 s） ，N-Z系( = 2.5 s, = 0.05，以及问 = 2.5 cm), PF, FPS ( = 2.5 s), and R-FBI (= 2.5 s和 = 0.05），用于隔离具有不同层数的建筑物。图中显示了在NF地震、FF地震和BIGM地震下，楼层数对基础隔震建筑顶层合成加速度和隔震器合成位移趋势的影响14.．在三种激励下，观察到配备有五个基本隔离器的建筑物的所得隔振器位移的趋势，以与具有不同数量的故事的建筑物相同。另外，由具有不同数量的故事的基础隔离建筑物表现出类似的顶层加速的类似趋势。虽然，基地隔离建筑的故事数量显着影响NF地震，FF地震和BIGM下建筑物的顶层加速度的价值。对于所有三种激励下的所有基地隔离建筑物，顶层加速度随着故事数量的增加而增加。更多over, the influence of the number of stories on the top floor acceleration is found to be prominent for larger values of the damping ratio of LRB, larger values of the normalized yield strength of the N-Z system, and larger values of the friction coefficients of the PF system, FPS, and R-FBI. On the contrary, it is observed that the number of stories of the building typically has less influence on the values of the isolator displacements of the buildings isolated by the LRB, N-Z system, PF system, FPS, and R-FBI under three types of excitations.

上部结构相对柔度的影响X和Y此外，还研究了方向。建筑物各层柱的横向刚度比Y向那个方向X方向考虑1、1.2、1.4、1.6和1.8的值。固定基础基本时间周期为0.4的四层基础隔震建筑 s、 在X方向，通过使用不同的 ，根据地震（NF地震和地震FF）和BIGMs的多危害的情况。四层隔震建筑物所得顶层加速度和所得隔离器位移的与不同值的趋势 在图中描绘15.. 该图显示，合成隔离器位移值不受以下因素的显著影响： 对于LRB、N-Z系统、PF系统、FPS和R-FBI隔离的建筑物，在三种类型的激励下，其 被观察到导致所得到的顶层加速度的减少，特别是对于经受BIGM的建筑物。然而，对于不同值获得的所得顶层加速度和所得隔离器位移的趋势 因此，可以得出结论，上部结构的相对柔度X和Y方向不会影响NF地震，FF地震和BIGMS下对称建筑的行为。

上部结构的阻尼的作用是通过调查四层隔震建筑物的响应考虑评价的2％，3.5％，5％，6.5％和8％的值。这可能是值得一提的是小的结构阻尼比（即，2％或3.5％）可能不是当非线性变形被认为是对固定基多层建筑可行的。然而，基础隔震建筑，上层建筑阻尼小的值可以被认为是因为上层建筑显着预期行为弹性。建筑物由LRB，N-Z系统，PF系统，FPS，和R-FBI分离的所得顶层加速度和所得隔离器位移，NF地震，FF地震，和BIGM下，获得，和所述趋势绘制在图16.．结果表明:上部结构阻尼不影响由四个基础隔震系统隔震的建筑物顶层合成加速度和合成隔震器位移的变化趋势。此外，在三种基础动力激励下，上部结构阻尼比对由五种基础隔震系统隔震的建筑物的隔震器位移值没有影响。但是，尽管顶层加速度的变化趋势相同，结果如图所示16.表明更大的上部结构阻尼比通常导致较小的顶层加速度值。因此，根据观察，可以得出结论，与属性相比，上部结构特征对地震（NF地震和FF地震）和BIGMS的多血淋巴地加载场景的影响较小。基本隔离器。

4.结论

本研究研究了多层建筑在多重危险荷载作用下由各种类型的弹性体和滑动基础隔震系统隔震的行为。考虑了地震(近断层地震和远断层地震)和爆破地面运动(BIGM)的多灾害情景，其中考虑了灾害的双向影响。在多重灾害情景下，评估了不同隔震器参数取值对建筑物顶层加速度、顶层位移、隔震器位移、基底剪力、层间位移比和上部结构总位移比等关键响应量的影响。此外，还评估了上部结构的性能(上部结构柔度和上部结构阻尼比)对复合荷载作用下基础隔震结构性能的影响。摘要在大量数值研究的基础上，得出了基础隔震建筑在近断层地震、远断层地震和爆破地震动作用下表现不同的结论。因此，隔离系统的设计和适当参数的选择应谨慎进行，考虑到两种类型的危害对建筑物的影响。研究的具体结论如下:（1）虽然基础隔震技术可以帮助保护建筑免受三种类型的基础动力激励(NF地震、FF地震和BIGMs)，但基础隔震建筑在不同的多重危险下表现不同。（2）具有和不具有考虑双向交互所获得的基础隔震建筑物的响应量是显著不同。所得隔离位移被低估，并且当双向交互被忽略被剪切高估所得顶层加速度和所得的基质。（3）对于LRB隔离的建筑物，增加结果在NF和FF地震下，建筑物的所有六个响应量均减少。然而，加速度响应随着时间的增加而增加为大楼受到BIGM的建筑物。（4）对于N-Z系统，增加结果是，在NF地震下，基础隔震建筑的顶层加速度、基底剪力、层间位移和上部结构总位移依次减小。与此相反，四个响应量均不断增加对于bigm。（5）在NF地震，FF地震和BIGMS下观察到由PF系统隔离的建筑物的响应量的趋势类似。(6）对于由FPS和R-FBI隔离的建筑物，顶层位移的趋势和隔离位移显示出降低趋势，以增加价值在NF地震、FF地震和BIGMs下。然而，对于三种类型的激励，FPS摩擦系数对顶层加速度、基底剪力、层间位移和上部结构总位移趋势的影响是不同的。（7）在NF地震下，FF地震和BIGMS，顶层加速的趋势和隔离器位移类似于具有不同数量的故事（即，N = 1, 2, 4, 6, 8). 此外，结构中上部结构的相对柔性X和Y方向不会影响所有三种类型的动态基础激励，NF地震，FF地震和BIGMS的行为。（8)上层建筑阻尼不影响顶层加速度和下NF地震，FF地震和BIGMs隔离位移的趋势，对于隔离器参数所考虑的范围内。（9)与上部结构相比，基础隔震建筑在地震和大地震多灾害荷载情况下的性能更多地受到基础隔震器性能的影响。

数据可用性

用于支持本研究结果的数据可根据要求可从相应的作者获得。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

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