巨型框架三维隔震结构风振响应分析

发布时间：2020-11-09 06:20

　　 随着建筑总高度的不断增大,导致巨型框架结构所承受的水平荷载也急剧增大(主要包括顺风向风荷载和水平地震荷载)。为达到巨型结构安全度和舒适度要求,通过在子框架柱底设置三维隔震支座使子框架发挥调谐质量减振作用。在脉动风荷载作用下,三维隔震支座可以降低子框架的风振响应,同时子框架传递给主框架的反向作用力也能实现降低主框架风振响应的目的。本文以巨型框架抗震结构和三维隔震结构为研究对象,主要做了以下几点研究:(1)分析谐波叠加法和线性滤波法这两种不同的风速时程模拟方法的优缺点,选取线性滤波法,采用Davenport谱并通过MATLAB编程对建筑结构不同高度处的风速时程进行模拟。模拟结果表明:线性滤波法模拟风速时程计算过程简单、方便,适合编程。谐波叠加法模拟精度高,但是模拟过程复杂,计算效率低。通过模拟功率谱曲线和目标功率谱曲线对比,可看出模拟功率谱与目标功率谱基本吻合,验证了此次脉动风模拟具有很好的准确性。(2)通过有限元软件SAP2000建模将模拟得到的脉动风荷载施加到巨型框架抗震结构和三维隔震结构模型中,对结构进行风振响应时程分析。从分析结果可得:增加隔震支座可以有效地延长结构的自振周期,增加结构的延性,对巨型框架起到很好的保护作用。选取合适的调谐比及阻尼比能够使巨型框架三维隔震结构减振效果达到最佳。对比抗震结构,三维隔震结构的主框架位移及加速度减振效果分别为22.11%和32.32%;子框架A和子框架B的位移减振效果分别为28.24%和27.39%;子框架A和子框架B的加速度减振效果分别为35.45%和34.23%,位移和加速度减振效果均明显。因此,在脉动荷载作用下,巨型框架三维隔震结构能够起到降低结构风振响应的作用,是一种较为理想的抗风结构体系。(3)基于等效风谱理论,采用反应谱随机振型分析方法求解结构可靠度,得出风荷载对结构在使用期限内的失效概率。对比位移控制可靠性计算的简化模式和随机振动模式可知,简化模式没有考虑脉动风对建筑物的影响,计算结果比较粗略,适合初步方案设计:随机振动模式考虑了脉动风对结构的影响,计算结果精确,但计算过程相当复杂,适合方案进一步设计。通过算例计算结果可以看出简化模式的失效概率和随机振动模式的失效概率相差并不是特别大,其计算结果是可以接受的。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU973.31
【部分图文】：

巨型框架三维隔震结构风振响应分析变化，代表的是１０ｍ高度处的风速谱。图：Ｍ为几种风速以，Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ风速谱的谱值相对应其他几个风速谱的谱值由Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ风速谱计算得到的结构风振响应会偏高，是一不过从结构抗风设计角度来讲，该方法可以提高结构风速谱在我国得到广泛应用，是目前工程实际应用最多的１０４?????????????

２．?５风速、风压、风荷载时程??２．?５．?１脉动风速时程曲线??本文采用上文介绍的线性滤波法对某一结构中不同高度处的点进行了风速??时程模拟。前文提到的几种脉动风速谱在各国均得到广泛应用，考虑到我国《建??筑结构荷载标准》中选用了?Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱作为建筑标准的风速谱，故本次米用??２９??

图2一1日m高度处脉动风速时程曲线
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本文编号：2876024