基于新型钢滚轴隔震支座的隔震结构地震响应分析及试验研究
发布时间：2021-04-11 11:26
隔震技术由于具有理论清晰、技术成熟、减震效果较好等优势已被广泛应用于各国的建筑防震工程中。隔震技术中使用最为广泛的隔震装置为隔震橡胶支座,但隔震橡胶支座并不适用于经济、技术相对薄弱的广大村镇地区房屋建筑的隔震减震,因此研发新一代隔震效果好、性能稳定、经济的隔震装置,以保护广大村镇地区人民的生命和财产安全成为当务之急。本文对一种适于村镇房屋使用的新型钢滚轴隔震支座进行了力学性能研究,并对其隔震结构进行了结构地震响应分析及试验研究,主要研究内容和成果如下:（1）通过新型钢滚轴隔震支座的结构推导出了该隔震支座的力学模型,然后分别设计了一组钢滚轴隔震支座和摩擦摆支座（FPB）用于试验研究,并完成了这两组支座的水平性能试验。试验结果表明:新型钢滚轴隔震支座可将荷载的输出控制在某一限值以下,其隔震效果优于FPB。同时,根据试验结果对新型钢滚轴隔震支座的力学模型进行了修正,得到了修正后的力学模型。（2）采用软件ETABS建立6层砌体结构抗震模型以提取结构的层质量和层间刚度,然后通过软件Matlab建立抗震模型及自定义新型钢滚轴隔震体系隔震层的本构以建立滚轴隔震模型。选择两条天然波和一条人工波,并取加...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：148 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔震体系的组成
图 1-2 隔震技术的分类.2.2 隔震技术的研究现状隔震技术是目前建筑减震技术中应用最多的减震方法之一，主要是因为隔震技术具施工方便、经济、隔震效果好且制造技术成熟等方面的优势，也使得隔震技术越来越各国重视[1,2]。目前，隔震技术中主要使用的隔震装置是叠层橡胶垫、摩擦摆、滚轴或滚珠摩擦隔装置，还有用于农村民居的钢筋—沥青混合隔震装置及砂垫层隔震装置等。(1)叠层橡胶垫主要分为：天然夹层橡胶垫、铅芯夹层橡胶垫和高阻尼橡胶垫三种形。其中高阻尼橡胶垫因其具有高耗能及环保的优势成为现今研究的热潮。1)天然橡胶支座隔震技术：天然橡胶支座由橡胶和钢板分层交替叠合而成，其中钢与橡胶之间的连接硫化而成，如图 1-3(a)所示，支座中嵌入钢片保证支座具有足够的向承载力，橡胶的变形能力强，支座的水平刚度较小，使得天然橡胶支座具有隔震的能，同时橡胶的记忆性使得支座具有自动复位能力和超强的抗疲劳能力。综上，由天橡胶支座的材料以及构造使得天然橡胶支座具有较高的水平变形能力、耐疲劳能力以竖向承载能力[3]。该支座虽然具有较大的水平变形能力，但阻尼小耗能能力差一般需
基于新型钢滚轴隔震支座的隔震结构地震响应分析及试验研究1.沟槽式摩擦单摆隔震器蔡崇兴等提出了沟槽摩擦摆隔震器(Trench Friction Pendulum Systems，TFPS) 并TFPS 进行了力学性能试验研究[90-91]。TFPS 的构造如图 1-5 所示，相对于复摆的滑动面 TFPS 的滑动面由矩形条凹槽代替且上下沟槽的方向正交，中间的滑块为四方体被为关节式滑动器，通过 TFPS 构造可知该支座可控制双向地震激励作用。为了有效的拟 TFPS 的动力性能，蔡崇兴等又提出了 TFPS 的有限元模型，并通过理论和试验对精确性进行了验证[91]。由于 TFPS 上下两个沟槽构造独立，可以通过设计使得 TFPS 两个方向具有不同的刚度和阻尼从而控制两个方向具有不同的隔震周期和位移。另外对于 TFPS 的设计李至彬提出了详细的设计流程，并针对具体环节提出了相关的注意项[92]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同支座布置下复合基础隔震结构隔震性能试验研究[J]. 吴应雄,林友勤,黄净,郑国琛. 应用基础与工程科学学报. 2017(06)
[2]惯性减振和基础隔震混合控制研究[J]. 王云骞,唐和生. 建筑结构. 2017(S2)
[3]斜向滑动摩擦三维隔震装置的滞回模型及其隔震效果[J]. 许浩,刘文光,何文福,程颖,冯祎鑫. 建筑结构学报. 2017(10)
[4]黏弹性滚珠隔震支座的试验研究[J]. 沈暖,隋杰英,王康. 青岛理工大学学报. 2017(04)
[5]抗拉隔震结构的振动台试验研究[J]. 梅梦琴,戴高鹏,刘思聪,朱刚,温留汉·黑沙. 华南地震. 2017(02)
[6]大型立式储罐滚动隔震限位研究[J]. 徐博,孙建刚,韩建平,崔利富. 地震工程与工程振动. 2017(02)
[7]抗拔型三重摩擦摆隔震支座数值模拟研究[J]. 李晓东,王文渊. 工程抗震与加固改造. 2016(06)
[8]摆式-滚珠隔震器试验研究与数值模拟[J]. 田志昌,蔡杰峰,范雷彪,赵根田. 山东农业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]桥梁拉索减震支座研发及应用[J]. 袁万城,李涵,田圣泽,党新志. 结构工程师. 2015(06)
[10]连续梁桥摩擦摆支座参数分析与优化[J]. 吴宜峰,李爱群,王浩. 桥梁建设. 2015(01)
博士论文
[1]摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究[D]. 刘军生.西安建筑科技大学 2015
[2]新型SMA阻尼器及结构减震控制应用研究[D]. 邢德进.天津大学 2008
硕士论文
[1]村镇建筑复合隔震技术抗震性能振动台试验研究[D]. 苟欣.重庆大学 2016
[2]滚动摩擦支座与铅芯橡胶支座的组合系统隔震效果研究[D]. 刘洪伟.山东建筑大学 2015
[3]新型SMA滚动隔震支座的研究[D]. 王珊珊.青岛理工大学 2013
[4]摩擦摆支座动态性能研究[D]. 刘昕铭.西南交通大学 2011
[5]基于能量的耗能减震结构分析与设计方法研究[D]. 彭著.中南大学 2011
[6]一种新型滚球隔震支座的设计与研究[D]. 公衍文.青岛理工大学 2010
[7]钢筋—沥青复合隔震层中沥青油膏隔震性能研究[D]. 石宇峰.湖南大学 2010
本文编号：3131170
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：148 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔震体系的组成
图 1-2 隔震技术的分类.2.2 隔震技术的研究现状隔震技术是目前建筑减震技术中应用最多的减震方法之一，主要是因为隔震技术具施工方便、经济、隔震效果好且制造技术成熟等方面的优势，也使得隔震技术越来越各国重视[1,2]。目前，隔震技术中主要使用的隔震装置是叠层橡胶垫、摩擦摆、滚轴或滚珠摩擦隔装置，还有用于农村民居的钢筋—沥青混合隔震装置及砂垫层隔震装置等。(1)叠层橡胶垫主要分为：天然夹层橡胶垫、铅芯夹层橡胶垫和高阻尼橡胶垫三种形。其中高阻尼橡胶垫因其具有高耗能及环保的优势成为现今研究的热潮。1)天然橡胶支座隔震技术：天然橡胶支座由橡胶和钢板分层交替叠合而成，其中钢与橡胶之间的连接硫化而成，如图 1-3(a)所示，支座中嵌入钢片保证支座具有足够的向承载力，橡胶的变形能力强，支座的水平刚度较小，使得天然橡胶支座具有隔震的能，同时橡胶的记忆性使得支座具有自动复位能力和超强的抗疲劳能力。综上，由天橡胶支座的材料以及构造使得天然橡胶支座具有较高的水平变形能力、耐疲劳能力以竖向承载能力[3]。该支座虽然具有较大的水平变形能力，但阻尼小耗能能力差一般需
基于新型钢滚轴隔震支座的隔震结构地震响应分析及试验研究1.沟槽式摩擦单摆隔震器蔡崇兴等提出了沟槽摩擦摆隔震器(Trench Friction Pendulum Systems，TFPS) 并TFPS 进行了力学性能试验研究[90-91]。TFPS 的构造如图 1-5 所示，相对于复摆的滑动面 TFPS 的滑动面由矩形条凹槽代替且上下沟槽的方向正交，中间的滑块为四方体被为关节式滑动器，通过 TFPS 构造可知该支座可控制双向地震激励作用。为了有效的拟 TFPS 的动力性能，蔡崇兴等又提出了 TFPS 的有限元模型，并通过理论和试验对精确性进行了验证[91]。由于 TFPS 上下两个沟槽构造独立，可以通过设计使得 TFPS 两个方向具有不同的刚度和阻尼从而控制两个方向具有不同的隔震周期和位移。另外对于 TFPS 的设计李至彬提出了详细的设计流程，并针对具体环节提出了相关的注意项[92]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同支座布置下复合基础隔震结构隔震性能试验研究[J]. 吴应雄,林友勤,黄净,郑国琛. 应用基础与工程科学学报. 2017(06)
[2]惯性减振和基础隔震混合控制研究[J]. 王云骞,唐和生. 建筑结构. 2017(S2)
[3]斜向滑动摩擦三维隔震装置的滞回模型及其隔震效果[J]. 许浩,刘文光,何文福,程颖,冯祎鑫. 建筑结构学报. 2017(10)
[4]黏弹性滚珠隔震支座的试验研究[J]. 沈暖,隋杰英,王康. 青岛理工大学学报. 2017(04)
[5]抗拉隔震结构的振动台试验研究[J]. 梅梦琴,戴高鹏,刘思聪,朱刚,温留汉·黑沙. 华南地震. 2017(02)
[6]大型立式储罐滚动隔震限位研究[J]. 徐博,孙建刚,韩建平,崔利富. 地震工程与工程振动. 2017(02)
[7]抗拔型三重摩擦摆隔震支座数值模拟研究[J]. 李晓东,王文渊. 工程抗震与加固改造. 2016(06)
[8]摆式-滚珠隔震器试验研究与数值模拟[J]. 田志昌,蔡杰峰,范雷彪,赵根田. 山东农业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]桥梁拉索减震支座研发及应用[J]. 袁万城,李涵,田圣泽,党新志. 结构工程师. 2015(06)
[10]连续梁桥摩擦摆支座参数分析与优化[J]. 吴宜峰,李爱群,王浩. 桥梁建设. 2015(01)
博士论文
[1]摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究[D]. 刘军生.西安建筑科技大学 2015
[2]新型SMA阻尼器及结构减震控制应用研究[D]. 邢德进.天津大学 2008
硕士论文
[1]村镇建筑复合隔震技术抗震性能振动台试验研究[D]. 苟欣.重庆大学 2016
[2]滚动摩擦支座与铅芯橡胶支座的组合系统隔震效果研究[D]. 刘洪伟.山东建筑大学 2015
[3]新型SMA滚动隔震支座的研究[D]. 王珊珊.青岛理工大学 2013
[4]摩擦摆支座动态性能研究[D]. 刘昕铭.西南交通大学 2011
[5]基于能量的耗能减震结构分析与设计方法研究[D]. 彭著.中南大学 2011
[6]一种新型滚球隔震支座的设计与研究[D]. 公衍文.青岛理工大学 2010
[7]钢筋—沥青复合隔震层中沥青油膏隔震性能研究[D]. 石宇峰.湖南大学 2010
本文编号：3131170
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