村镇建筑复合隔震技术抗震性能振动台试验研究

发布时间：2017-06-13 09:03

  本文关键词：村镇建筑复合隔震技术抗震性能振动台试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高烈度寒冷地区的村镇建筑面临着地震和冻土两大主要自然灾害。受到村镇地区的经济条件等因素限制,普通的构造柱圈梁抗震措施在农村地区很难普及和推广,并且一味的提高抗震措施并不是有效和可行的。基于这种高烈度寒冷地区的村镇建筑,所在研究小组提出了一种复合隔震技术,并进行了数值模拟,但尚未进行复合隔震结构砌体房屋的振动台试验研究。本文采用1/4缩尺比例,设计了四幢双层、双开间、单进深的无构造柱、无圈梁的素墙砌体模型房屋,分别为普通素墙结构模型、复合隔震结构模型、滑移减震结构模型、砂垫层隔震结构模型,并进行了振动台试验。主要进行了以下研究工作:(1)收集并阅读了国内外关于村镇建筑隔震减震技术相关文献,对振动台的试验目的、模型设计、相似关系的确定、地震波的选取、观测方案、加载制度等进行了较为详细的描述。(2)设计了振动台试验方案,完成了四个模型的施工、吊装、仪器安装等工作,选取了普通素墙结构模型和复合隔震结构模型进行了振动台试验过程和试验现象的详细描述。(3)对比分析了两个模型在不同地震动输入水平下的试验现象、动力特性、加速度反应、位移反应等,以验证复合隔震模型的地震反应特征与普通素墙结构的差异,验证理论分析的正确性,研究减震效果。通过试验现象和数据分析得到了如下结论:(1)复合隔震结构的隔震率基本上在12%~48%之间,说明复合隔震结构有较好的隔震效果。(2)普通结构模型在输入加速度峰值为0.44g的时候已经损坏,而复合隔震模型在输入加速度峰值为1.02g的时候顶层楼板处才出现裂缝,证明无构造柱无圈梁的素墙复合隔震结构原型房屋能够抵御8.5度罕遇地震而不倒塌。(3)复合隔震模型的屋顶加速度放大系数随着输入加速度峰值的增大而减小,模型仍完好无损,其原因是砂垫层和滑移层的共同减震作用,且加速度反应及加速度放大系数均比普通结构模型小。本文的主要创新点如下:(1)进行了将砂垫层隔震和滑移减震相结合的复合隔震体系的实体房屋模型振动台试验研究,以往的研究只是用混凝土块代替砌体房屋,无法看到砌体的破坏情况和真实的减震效果。(2)采用钢珠+改性砂浆(滑石粉掺量5%的M2.5砂浆)新型滑移材料。(3)创造性地将隔震和抗冻胀研究相结合,研究成果可同时解决新疆村镇建筑面临的地震和地基冻胀两大危害。
【关键词】：砌体结构 复合隔震结构 砂垫层 隔震率 振动台试验
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.12
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-14
• 主要符号14-15
• 1 绪论15-27
• 1.1 引言15-16
• 1.2 减轻灾害的途径16-17
• 1.3 村镇建筑隔震减震技术国内外现状分析17-22
• 1.3.1 国外相关研究现状18-19
• 1.3.2 国内相关研究现状19-22
• 1.4 村镇建筑隔震研究中的问题22
• 1.5 一种新型简易复合隔震技术的提出与理论研究22-24
• 1.5.1 技术方案的提出22-23
• 1.5.2 复合隔震机理分析23-24
• 1.6 本论文研究的主要内容24-27
• 1.6.1 研究的意义和目的24-25
• 1.6.2 主要研究内容25-27
• 2 模型设计与制作27-53
• 2.1 原型概况27-28
• 2.2 模型概况28-33
• 2.3 模型的相似关系和配重计算33-36
• 2.3.1 相似理论33-34
• 2.3.2 试验模型相似系数34-35
• 2.3.3 试验模型配重计算35-36
• 2.4 材性试验36-40
• 2.5 模型制作40-52
• 2.6 本章小结52-53
• 3 砌体结构模型振动台试验53-79
• 3.1 试验装置与仪器53-54
• 3.1.1 振动台性能参数53
• 3.1.2 试验所用仪器53-54
• 3.2 输入地震波的选取54-56
• 3.2.1 选取地震波的原则54
• 3.2.2 本试验地震波的选择54-56
• 3.3 试验方案56-61
• 3.3.1 观测方案56-59
• 3.3.2 加载制度与加载工况59-61
• 3.4 试验现象与模型破坏特征61-77
• 3.4.1 普通结构模型（模型M1）破坏现象62-70
• 3.4.2 复合隔震结构模型（模型M2）破坏现象70-74
• 3.4.4 试验破坏现象对比分析74-77
• 3.5 本章小结77-79
• 4 试验结果及分析79-99
• 4.1 动力特性分析79-84
• 4.2 模型加速度反应84-94
• 4.2.1 模型加速度放大系数对比分析84-90
• 4.2.2 模型加速度时程对比90-93
• 4.2.3 隔震率93-94
• 4.3 模型位移反应94-96
• 4.4 试验中问题讨论96-97
• 4.5 本章小结97-99
• 5 主要结论与展望99-101
• 5.1 全文总结99-100
• 5.2 本文创新点100
• 5.3 今后研究展望100-101
• 致谢101-103
• 参考文献103-107
• 附录107
• A. 作者在攻读学位期间参加的科研项目107

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