基础隔震结构的柔性限位防护研究

发布时间：2020-11-02 17:23

　　 隔震技术具有力学模型简单、机理清晰、减震效果明显等优点,目前已成为应用最为广泛、最为成熟的减震技术。隔震结构虽然在设防烈度下可以大幅度地降低上部结构的动力响应,保证结构的安全,但是由于地震的随机性,超设防烈度地震时有发生,在超设防烈度地震作用下,隔震层会产生过大的水平位移,造成隔震支座失效,导致上部结构倾覆倒塌。因此,有必要对隔震层进行软碰撞限位保护,将隔震支座的水平位移限制在规范允许的范围内,保证隔震结构在超设防烈度地震作用下的安全。本文对隔震结构的软碰撞限位体系研究内容如下:(1)研发设计了一种新型柔性限位防护装置,利用ABAQUS有限元软件仿真了限位防护装置,进行位移控制的竖向压缩分析,了解限位防护装置的力学性能及变形过程,获得限位防护装置在不同位移阶段的刚度值。(2)以冷粘结的方式制作了不同尺寸的足尺限位防护装置试件,通过对该装置的试件进行位移控制的压缩性能试验,获得了试件在受压时的荷载-位移曲线。试验结果表明:足尺限位防护装置试件具有自动复位能力、变刚度且具备一定的耗能能力的特点,符合最初的设计构想,满足了软碰撞限位防护装置的基本要求。(3)采用ETABS建立基础隔震结构的三维有限元模型,上部结构为弹性模型,设防烈度为7度(0.15g)。首先进行基础隔震结构在7度(0.15g)、8度及8度(0.30g)罕遇地震作用下的动力响应分析;然后通过Gap单元模拟了基础隔震结构与限位防护装置的之间的软碰撞,进行设置限位防护装置基础隔震结构在8度(0.30g)罕遇地震作用下的动力响应分析,对比分析了限位防护装置对上部结构的层间剪力、层间位移、顶层加速度及隔震层位移的影响。(4)在ETABS软件中分析时,只是考虑了限位防护装置采用“三折线”刚度弹性模型,并没有考虑限位防护装置的滞回特性和荷载-位移曲线下降阶段刚度的变化。为了进一步研究该限位防护装置对基础隔震结构动力响应的影响。首先,本文对试验结果进行了公式拟合,提出一种“三角形”弹塑性模型,采用MATLAB提供的Simulink模块对该弹塑性模型进行仿真,通过输入结构位移实现对弹塑性恢复力精确快速的求解。然后建立基础隔震结构的多质点模型,隔震层和上部结构采用非退化Bouc-Wen弹塑性模型,限位防护装置采用“三角形”弹塑性模型,并用Simulink模块仿真了限位防护装置和隔震结构的软碰撞。最后进行基础隔震结构及设置限位防护装置基础隔震结构在地震作用下的动力响应分析,对比分析了限位防护装置对上部结构的层间剪力、层间位移、顶层加速度及隔震层位移的影响。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU352.12
【部分图文】：

广州大学硕士学位论文，震害表明，应充分重视楼梯间的设计。框架结构的抗震性能优于砌体结构，总体基本良好，但围护结构及填充墙的破坏非常严重；剪力墙结构表现优异，但均位于较低的地区，大震下的抗震性能，需要进一步研究[6-8]。2010 年 4 月，青海省玉树自治州玉树市发生 6 次最高震级 7.1 级的地震（如图 1-2 所示），造成了 107000 多的经济损失，加上其地形复杂、气候恶劣还有高原反应给救援工作增加不少难度3 为青海玉树地震分布图，图 1-4 为玉树灾害范围评估图，从图中可以看出地震灾响范围之大。

广州大学硕士学位论文，震害表明，应充分重视楼梯间的设计。框架结构的抗震性能优于砌体结构，总体基本良好，但围护结构及填充墙的破坏非常严重；剪力墙结构表现优异，但均位于较低的地区，大震下的抗震性能，需要进一步研究[6-8]。2010 年 4 月，青海省玉树自治州玉树市发生 6 次最高震级 7.1 级的地震（如图 1-2 所示），造成了 107000 多的经济损失，加上其地形复杂、气候恶劣还有高原反应给救援工作增加不少难度3 为青海玉树地震分布图，图 1-4 为玉树灾害范围评估图，从图中可以看出地震灾响范围之大。

造成了 107000 多万元的经济损失，加上其地形复杂、气候恶劣还有高原反应给救援工作增加不少难度。图1-3 为青海玉树地震分布图，图 1-4 为玉树灾害范围评估图，从图中可以看出地震灾害影响范围之大。图 1-1 汶川地震某破坏建筑 图 1-2 青海玉树震后破坏建筑图 1-3 青海玉树地震分布图 图 1-4 玉树灾害范围评估图传统建筑结构的抗震主要考虑了场地、形状均匀规整、提高结构和构件的强度和延性、多道抗震防线等，其目的主要是致力于保证结构自身具有一定的强度、刚度和延性，来实现在较小地震发生时建筑结构不破坏，中等地震发生时建筑物在修整之后可以使用，大震发生时建筑物不倒塌的设防理念。传统的抗震是以设防烈度为参考依据，由于地震
【参考文献】

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本文编号：2867337