不同减震形式下大底盘双塔结构地震反应分析

发布时间：2017-09-28 12:05

  本文关键词：不同减震形式下大底盘双塔结构地震反应分析

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【摘要】：随着我国经济的快速发展和城镇化的进行,人们对建筑物的安全性和新奇性的要求正在逐渐变高,一些不规则的结构就这样诞生了,大底盘双塔结构作为其中的代表,在实际工程中的运用越来越多。隔震技术与耗能减震技术是目前运用最为广泛的地震控制技术,在不规则结构中的运用也逐渐增多。本文主要研究的是大底盘双塔结构在隔震支座与耗能支撑布置下的减震效果。本文共建立了4种大底盘双塔分析模型。第一种为传统的抗震结构模型(简称模型1);第二种是层间隔震模型,是在第一种模型的基础上将隔震层布置在了大底盘顶处(简称模型2);第三种是隔震与耗能支撑联合减震结构,其是在模型2的基础上,将粘滞阻尼耗能支撑布置在1~3层的大底盘上(简称模型3);第四种也是隔震与耗能支撑联合减震结构,其是在模型2的基础上,将粘滞阻尼耗能支撑布置在4~6层的塔楼上(简称模型4)。然后对这4种模型进行了模态分析和动力时程分析,模态分析主要是研究结构的自振周期以及固有频率,时程分析主要是研究结构的层间位移和层间剪力。主要做了如下的研究工作:1.对4种模型进行模态分析,得出结构的自振周期,研究模型2、3、4的减震性能。研究表明,模型2相对于模型1来说,结构的自振周期提高了,模型3、4相对于模型2来说,结构的自振周期不变。说明在结构的自振周期方面,隔震支座可以增加整体结构的自振频率,远离场地的卓越周期,避免地震主要的携能频段,具有良好的减震效果,由于忽略了耗能支撑对整体结构水平刚度的影响,其减震作用在自振周期方面不变现出来。2.对结构进行时程分析,将模型1与模型2对比分析,研究隔震支座的减震效果。研究表明,隔震结构可以有效地降低结构的层间位移和层间剪力,表现出良好的减震效果,使得结构的减震效能得到较大程度的提高。同时需要注意:保证隔震支座的可靠性,采取措施降低罕遇地震下隔震结构大底盘层间剪力的“回升”。3.对结构进行时程分析,将模型2与模型3对比分析,研究在隔震的基础上,耗能支撑的减震效果。研究表明,隔震与耗能支撑联合结构可以在隔震结构的基础上,进一步提高结构的减震效能,但是增加的幅度相对有限。4.对结构进行时程分析,将模型3与模型4对比分析,研究耗能支撑在竖向上的布置方式对结构的减震效果。研究表明,在隔震技术的基础上,当耗能支撑的平面布置方式和数量保持一致时,将耗能支撑布置在大底盘上的减震效果比其布置在上部塔楼相应位置的减震效果要明显。综合考虑,模型4这种将耗能支撑布置在塔楼相应位置处并增设隔震支座的隔震与耗能支撑联合减震结构的减震效果最好。
【关键词】：大底盘双塔 隔震结构 耗能支撑 时程分析 模态分析 减震分析
【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】：TU973.31
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 第一章 绪论17-30
• 1.1 研究背景及意义17-18
• 1.2 不规则结构概述18-19
• 1.3 大底盘双塔结构概述19-23
• 1.3.1 大底盘双塔结构的构成19-20
• 1.3.2 大底盘双塔结构的受力特点20-21
• 1.3.3 大底盘双塔结构的使用现状21-23
• 1.4 隔震技术概述23-27
• 1.4.1 结构振动控制的研究情况24
• 1.4.2 隔震技术的基本概念24-26
• 1.4.3 隔震技术的实际运用情况26-27
• 1.5 耗能支撑减震技术概述27-29
• 1.5.1 耗能支撑减震的概念28
• 1.5.2 耗能支撑减震的研究与运用28-29
• 1.6 本文研究的主要内容29-30
• 第二章 大底盘双塔隔震体系的构成与力学分析30-50
• 2.1 大底盘双塔隔震体系的构成30-32
• 2.1.1 大底盘双塔隔震体系的组成部分30-31
• 2.1.2 隔震支座的类型划分31-32
• 2.2 隔震体系概念设计32-37
• 2.2.1 概念设计阶段的隔震结构运动方程32-34
• 2.2.2 概念设计中隔震结构的运动方程解的意义34
• 2.2.3 隔震层总体刚度估算34-35
• 2.2.4 用隔震技术保障建筑物在地震中的安全性35-37
• 2.3 隔震支座的力学性能分析37-43
• 2.3.1 叠合橡胶支座的基本组成部分37-38
• 2.3.2 橡胶支座力学性能的假定条件38-39
• 2.3.3 橡胶支座的水平刚度39
• 2.3.4 橡胶支座的竖向刚度39
• 2.3.5 橡胶支座的等效粘滞阻尼比39-40
• 2.3.6 橡胶支座的屈曲荷载40
• 2.3.7 隔震支座的力学模型40-42
• 2.3.8 隔震支座在SAP2000中的实现形式42-43
• 2.4 大底盘双塔层间隔震结构的动力学分析43-49
• 2.4.1 一般层间隔震结构动力计算模型的建立43-45
• 2.4.2 大底盘双塔层间隔震结构动力计算模型的建立45-46
• 2.4.3 建立大底盘双塔层间隔震结构的动力方程46-48
• 2.4.4 大底盘双塔层间隔震结构的时程分析理论48-49
• 2.5 本章小结49-50
• 第三章 结构耗能支撑的设计及动力分析50-60
• 3.1 耗能支撑结构的构成50-52
• 3.1.1 耗能支撑结构的组成51
• 3.1.2 耗能支撑结构的类型划分51-52
• 3.2 耗能支撑结构的减震设计要点52-53
• 3.3 耗能支撑结构的力学性能分析53-59
• 3.3.1 粘滞阻尼器的特性53-54
• 3.3.2 粘滞阻尼器的力学性能分析54-57
• 3.3.3 耗能支撑减震结构的动力学研究分析57-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 隔震体系与耗能支撑联合结构的建模研究60-73
• 4.1 计算模型及基本参数介绍60-66
• 4.1.1 模型结构的建立60-61
• 4.1.2 确定隔震支座的参数61-62
• 4.1.3 确定钢筋混凝土的材料参数62-64
• 4.1.4 确定耗能支撑的材料参数64-65
• 4.1.5 确定分析荷载65-66
• 4.2 大底盘双塔隔震与耗能支撑联合结构的建模66-69
• 4.3 分析地震波的选取69-72
• 4.3.1 选取地震波的原则69-70
• 4.3.2 地震波的选取70-72
• 4.3.3 地震波的调整72
• 4.4 本章小结72-73
• 第五章 大底盘双塔隔震与耗能支撑联合结构地震分析73-106
• 5.1 结构的模态分析73-77
• 5.1.1 结构的自振周期73-74
• 5.1.2 结构的振型特性比较分析74-77
• 5.2 结构在水平地震下的时程分析77-105
• 5.2.1 结构的位移反应比较分析78-96
• 5.2.2 结构的剪力反应比较分析96-104
• 5.2.3 所建结构模型在地震作用下的数据对比分析104-105
• 5.3 本章小结105-106
• 第六章 结论和展望106-108
• 6.1 结论106-107
• 6.2 展望107-108
• 参考文献108-111
• 致谢111-112
• 作者简介及读研期间主要科研成果112

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本文编号：935732