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地震模拟振动台阵的反力基础设计计算研究

发布时间:2018-03-16 11:58

  本文选题:地震模拟振动台 切入点:三台阵 出处:《福州大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:地震模拟振动台试验是对建筑结构或设备进行抗震性能考核最为有效的工具,在工作时相当于一个大的震源,需通过质量较大的反力基础来减小振动。反力基础是振动台的重要组成部分,反力基础并非质量无限大的刚体,反力基础在为振动台(台面)提供反力支承时,自身也会产生较大的振动,并不可避免地会发生共振。因而,在建造振动台前,须对反力基础的振动做出准确的分析判断,控制危害的大小,保障周围结构物的安全。由多个中小台组成的台阵系统是未来振动台发展的一个趋势,目前对多台阵反力基础动力特性的研究还未有文献报导,而单个固定台的研究结果是否能够适用于多台阵,还有待进一步的研究。为此,本文进行了可移动的地震模拟振动台多台阵系统基础动力特性研究,主要工作与结论包括以下几个方面:(1)进行了福州大学振动台三台阵反力基础的设计与施工方法研究,指出该台阵反力基础的设计与施工要点,详细地介绍了高精度预埋件的安装、大体积混凝土的浇筑以及后期养护,可为其他单位建造振动台反力基础时提供参考。(2)开展了福州大学三台阵地震模拟振动台系统反力基础动力特性试验研究,研究反力基础在单台激振和三台同步激振作用下的动力特性,分析基础在地震波等激励作用下的振动反应,探讨基础振动对试验大厅结构和周围环境的影响。结果表明,基础自身振动完全满足相关文献规定的振动小于0.1g的要求,对于周围建筑的影响与规范规定的0.01g相接近。因此,该台阵的设计与施工是合理的。(3)应用ANSYS有限元软件,建立福州大学三台阵系统反力基础的有限元模型,在通过验证了的有限元模型基础上进行了基础振动特性参数分析。结果表明当三台处在位置最靠近时对基础的振动影响最大;设置隔振橡胶的隔振沟对减弱基础的振动效果明显;基础质量和刚度的变化对基础振动有较大的影响。(4)对地震模拟振动台基础设计常用的集总参数法进行了详细介绍,并以我国《动力机器基础设计规范》中的“质一弹—阻”计算模型为依据,进行计算模型与动力方程的建立,在试验研究和有限元分析的基础上给出多台阵反力基础的设计计算方法,并与Lysmer比拟法及美国《基础工程手册》法进行比较。结果表明,《动力机器基础设计规范》中的方法能更好地与试验及有限元结果相吻合,可作为今后台阵基础设计计算的方法。
[Abstract]:Seismic simulation shaking table test is the most effective tool for evaluating the seismic performance of building structures or equipment. It is equivalent to a large earthquake source when working. The counterforce foundation is an important part of the shaking table. The counterforce foundation is not a rigid body with infinite mass. When the counterforce foundation provides the counterforce support for the shaking table (table), Therefore, before the vibration table is built, it is necessary to make an accurate analysis and judgment of the vibration of the reaction force foundation and control the magnitude of the harm. In order to ensure the safety of surrounding structures, the array system composed of several small and medium stations is a trend in the future vibration table development. At present, the research on the dynamic characteristics of the reaction foundation of multiple arrays has not been reported in the literature. However, whether the research results of a single fixed platform can be applied to multiple arrays is still to be further studied. Therefore, the dynamic characteristics of a movable earthquake simulation vibration table system with multiple arrays are studied in this paper. The main work and conclusions are as follows: (1) the design and construction methods of the three array reaction foundation of the vibration table of Fuzhou University are studied, and the key points of the design and construction of the counterforce foundation are pointed out. The installation of high precision embedded parts, the pouring of mass concrete and the later maintenance are introduced in detail. It can be used as a reference for other units to build the shaking table counterforce foundation.) the experimental study on the dynamic characteristics of the counterforce foundation of the shaking table system of three arrays in Fuzhou University has been carried out. The dynamic characteristics of the reaction foundation under single and synchronous excitation are studied. The vibration response of the foundation under the excitation of seismic waves is analyzed, and the effect of foundation vibration on the structure and surrounding environment of the test hall is discussed. The vibration of the foundation itself fully meets the requirement of vibration less than 0.1 g stipulated in the relevant literature, and the influence on the surrounding building is close to the 0.01g specified in the code. Therefore, the design and construction of the array is reasonable. The finite element software ANSYS is used. The finite element model of the reaction force foundation of three arrays system of Fuzhou University is established. The vibration characteristic parameters of the foundation are analyzed on the basis of the verified finite element model. The results show that the vibration of the foundation is most affected when the three stations are located closest to each other. The vibration isolation ditch of vibration isolation rubber has obvious effect on weakening foundation vibration, and the variation of foundation mass and stiffness has great influence on foundation vibration. The lumped parameter method commonly used in seismic simulation shaking table foundation design is introduced in detail. On the basis of the "mass-elastic-resistance" calculation model in the Code for the Design of Power Machine Foundation in China, the calculation model and dynamic equation are established. On the basis of experimental study and finite element analysis, the design and calculation method of multi-array reaction foundation is given. Compared with the Lysmer analogy method and the American basic Engineering Manual, the results show that the method in the Code for the Design of Power Machine Foundation is in better agreement with the experimental and finite element results, and can be used as the method for the design and calculation of the foundation of the array in the future.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU311.3

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本文编号:1619817

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