ABSTRACT

High-Damping Natural Rubber (HDNR) bearings are widely employed for seismic isolation. These bearings are characterized by a remarkable nonlinear behaviour and often by a degrading cyclic response, induced by the addition of filler to enhance its dissipation capacity. This latter phenomenon, denoted as stress-softening or Mullins effect, can significantly influence the nonlinear dynamic response of isolated structures leading to a variability of the seismic response of isolated buildings. Moreover, the behaviour of HDNR bearings may produce an amplification of response, due to higher modes contribution, which can affect the performance of non-structural components and equipment. Models providing an accurate description of the nonlinear behaviour of HDNR bearings with significant stress-softening have been proposed only recently. Thus, the studies in the literature are generally based on simplified models. In this paper, an advanced HDNR model, accounting for variation of stiffness and damping with the strain amplitude and deformation history, is used to analyse the seismic performance of isolated structures at different intensity levels. First, a parametric analysis is carried out on a two-degree of freedom system to study different configurations of practical interest. Subsequently, a multi-degree of freedom system representing a realistic building is analysed to evaluate the response at different floors and the contribution of higher modes of vibration. The influence of practical aspects, such as the superstructure damping and the friction of the sliders, is also investigated.

摘要

高阻尼天然橡胶 (HDNR) 轴承广泛用于隔震。这些轴承的特点是具有显着的非线性行为，并且通常具有退化的循环响应，这是通过添加填料来增强其耗散能力而引起的。后一种现象，称为应力软化或穆林斯效应，可以显着影响孤立结构的非线性动力响应，从而导致孤立建筑物的地震响应变化。此外，由于较高的模态贡献，HDNR 轴承的行为可能会产生响应放大，这会影响非结构部件和设备的性能。仅在最近才提出模型，该模型可以准确描述具有显着应力软化的 HDNR 轴承的非线性行为。因此，文献中的研究一般基于简化模型。在本文中，一个先进的 HDNR 模型，考虑了刚度和阻尼随应变幅度和变形历史的变化，用于分析不同强度水平的孤立结构的抗震性能。首先，对二自由度系统进行参数分析，以研究实际感兴趣的不同配置。随后，分析代表现实建筑物的多自由度系统，以评估不同楼层的响应和更高振动模式的贡献。还研究了实际方面的影响，例如上部结构阻尼和滑块的摩擦。考虑刚度和阻尼随应变幅度和变形历史的变化，用于分析不同强度水平下孤立结构的抗震性能。首先，对二自由度系统进行参数分析，以研究实际感兴趣的不同配置。随后，分析代表现实建筑物的多自由度系统，以评估不同楼层的响应和更高振动模式的贡献。还研究了实际方面的影响，例如上部结构阻尼和滑块的摩擦。考虑刚度和阻尼随应变幅度和变形历史的变化，用于分析不同强度水平下孤立结构的抗震性能。首先，对二自由度系统进行参数分析，以研究实际感兴趣的不同配置。随后，分析代表现实建筑物的多自由度系统，以评估不同楼层的响应和更高振动模式的贡献。还研究了实际方面的影响，例如上部结构阻尼和滑块的摩擦。对二自由度系统进行参数分析，以研究实际感兴趣的不同配置。随后，分析代表现实建筑物的多自由度系统，以评估不同楼层的响应和更高振动模式的贡献。还研究了实际方面的影响，例如上部结构阻尼和滑块的摩擦。对二自由度系统进行参数分析，以研究实际感兴趣的不同配置。随后，分析代表现实建筑物的多自由度系统，以评估不同楼层的响应和更高振动模式的贡献。还研究了实际方面的影响，例如上部结构阻尼和滑块的摩擦。