周期性鋼/橡膠復合基礎低頻減振特性研究

邱學云

（文山學院 信息科學學院，云南 文山663099）

建筑物減振防震設計的主要理念是在上部結構與基礎間設置減振防震層，以延長整個結構體系的自振周期、增大阻尼、減小輸入上部結構的地震作用，達到預期的防震要求[1]。因此建筑的減振防震設計主要是基礎部分的減振防震層的設計。本文探討層狀周期性（鋼/橡膠）復合基礎的減振隔震特性，分析阻隔垂直入射地震波（地震波也是彈性波）低頻段的一種應用可能。其設計思想是對傳統的建筑基礎進行改進，形成一種新型層狀周期性基礎模型。采用固體物理學中的集中質量法[2]，對地震波垂直入射該層狀周期性復合基礎模型進行數學推導、計算，用MATLAB編制出相關程序進行衰減域計算。該周期性基礎具有衰減域，且能夠覆蓋垂直入射地震波的低頻段，從而讓該周期性基礎濾去地震波中的能量進而達到減小上部結構動力響應的目的，即減輕地震對上部結構的破壞作用。類似問題研究已有部分文獻報道[3-7]，但采用該研究方法，對兩種材料鋼板、橡膠板作系列設計、計算和分析的報道還沒有。因此該研究具有一定的理論意義和潛在應用價值。

1 理論模型

作為聲子晶體，其主要特點是低損耗高反射，相對空間壓縮并具有帶隙，能阻止落在帶隙中的彈性波傳播，這良好的減振特性恰好與結構中的抗震問題相符合。為此，本文設想將其帶隙特性應用于建筑結構的基礎防震層設計上。……