不规则基础隔震结构隔震和扭转效应分析

发布时间：2017-08-16 16:17

  本文关键词：不规则基础隔震结构隔震和扭转效应分析

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【摘要】：与传统的抗震体系不一样,隔震结构是一种通过设置隔震装置来吸收消耗地震时的地震能量,减小结构的地震反应确保结构安全的一种被动控制体系。懫用隔震技术后,由于隔震层的水平刚度相对于上部结构水平刚度较小,在地震作用下,隔震层将发生较大的水平位移,而上部结构几乎作整体平动。随着城市建筑的发展出现了越来越多的不规则结构,这些不规则结构在地震作用下还将出现扭转效应。本文首先描述了地震的灾害对社会的严重危害性,突出了建筑减震的必要性,引出了建筑隔震技术的出现然后概括描述了建筑隔震的发展史和隔震设计概述,之后本文对隔震结构的串联质点计算模型和隔震扭转计算模型做了简述,推导了两种模型的运动微分方程并做了简要阐述。通过有限元分析软件SAP2000对结构进行非线性动力时程分析,以一栋5层框架结构的多层结构为例,研究隔震结构相对于传统抗震结构的地震作用下减震和减扭效果。之后对影响隔震结构扭转效应的因素做了具体的分析,通过改变隔震层隔震支座的布置来改变隔震层的刚度偏心率,以此来分析隔震层刚度偏心率对隔震结构地震作用下扭转效应的影响;通过改变隔震结构上部结构抗扭构件的水平刚度来改变上部结构的楼层刚度偏心率,以此来分析隔震结构上部结构楼层偏心率对结构扭转效应的影响;以具有代表性的楼层顶层和底层为研究对象分析了隔震层偏心率和上部结构偏心率交互作用对隔震结构的影响;通过改变隔震层支座布置来改变隔震层的水平刚度,以此分析隔震结构隔震层水平刚度对隔震结构扭转效应的影响.研究结果表明,隔震结构相对于不隔震抗震结构在地震作用下不仅水平地震作用大大减小,扭转效应也明显减小,而隔震层偏心率,上部结构偏心率,隔震层水平刚度都对隔震结构扭转效应有不同程度上的影响。本文不仅考虑了单因素对结构扭转效应的影响,还考虑了多因素的交互作用对结构扭转效应的影响,能更好的切合实际工程运用。根据分析结果,实际工程运用中正确控制这些因素能有效的控制结构的扭转效应。
【关键词】：橡胶支座 框架结构 基底隔震 非线性 时程分析 SAP2000
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.12
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 引言15-16
• 1.2 世界隔震结构的发展16-20
• 1.2.1 早期的隔震技术16-18
• 1.2.2 最新隔震技术18-20
• 1.3 基础隔震结构的概念20-21
• 1.4 偏心基础隔震结构扭转效应的研究概论和研究现状21-24
• 1.5 本文的研究内容和研究方法24-25
• 1.6 本文的创新点25-26
• 第二章 隔震结构的设计26-34
• 2.1 基础隔震支座分类26-29
• 2.2 建筑隔震橡胶支座的参数和优点29-31
• 2.3 隔震结构的设计计算方法31-34
• 第三章 隔震结构计算模型和运动方程34-41
• 3.1 多质点基础隔震体系动力分析34-38
• 3.1.1 多质点基础隔震体系动力分析模型34
• 3.1.2 多质点基础隔震体系动力分析34-38
• 3.2 不规则隔震扭转结构动力分析38-39
• 3.2.1 不规则扭转隔震结构动力分析模型38-39
• 3.2.2 微分方程的建立39
• 3.3 本章小结39-41
• 第四章 隔震结构隔震和扭转效应分析41-51
• 4.1 隔震结构水平隔震效应分析41-45
• 4.1.1 工程概况41
• 4.1.2 隔震支座参数的选取和布置41-42
• 4.1.3 隔震结构模型参数设置42
• 4.1.4 地震波的选取和调整42-44
• 4.1.5 结构的模态分析44-45
• 4.2 结构扭转效应45-50
• 4.2.1 结构偏心概念47
• 4.2.2 隔震层支座布置47-49
• 4.2.3 上部结构柱布置方案49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 隔震结构隔震和扭转效应算例分析51-71
• 5.1 隔震结构水平隔震效应分析51-54
• 5.1.1 结构楼层位移时程分析51-52
• 5.1.2 楼层加速度时程分析52-53
• 5.1.3 楼层剪力时程分析53-54
• 5.2 结构扭转效应的时程分析54-56
• 5.2.1 结构扭转加速度时程分析结果54-55
• 5.2.2 结构楼层扭转角时程分析结果55
• 5.2.3 结构楼层角部柱扭矩时程分析结果55-56
• 5.3 隔震层偏心率对结构扭转效应影响的时程分析56-59
• 5.3.1 结构扭转位移时程响应56-57
• 5.3.2 结构的扭转加速度时程响应57-58
• 5.3.3 结构的角部柱扭矩58-59
• 5.4 隔震层上部结构偏心率对结构扭转效应影响时程分析59-62
• 5.4.1 扭转角位移时程响应59-60
• 5.4.2 转角加速度时程响应60-61
• 5.4.3 楼层角部柱扭矩时程响应61-62
• 5.5 隔震层偏心率和上部结构偏心率交互作用对结构扭转效应影响62-66
• 5.5.1 楼层扭转加速度时程响应63-64
• 5.5.2 楼层扭转角时程响应64-65
• 5.5.3 楼层角部柱扭矩时程响应65-66
• 5.6 隔震层刚度对结构扭转效应的影响66-68
• 5.6.1 结构的扭转位移时程响应66-67
• 5.6.2 结构的扭转加速度时程响应67-68
• 5.6.3 结构的角部柱扭矩68
• 5.7 本章小结68-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 问题与展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 作者简介及读研期间主要研究成果77

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本文编号：684258