楼板隔震消能技术在装配式混凝土结构中的研究与应用

发布时间：2021-01-23 01:26

　　装配式混凝土结构的后浇连接部位具有力学性能差,易受损开裂的缺陷,但该种结构又具有先预制构件,后现浇连接的独特建造方式。楼板隔震消能（SIED）结构由多块隔震楼板组成,分布在不同的楼层以及同一楼层平面不同的位置,通过高阻尼橡胶隔震支座与主结构的支承梁联系在一起。结合装配式混凝土结构的建造方式和SIED结构的特点,将部分楼板设为隔震楼板,形成SIED系统并发挥减震作用,降低后浇连接部位的内力值,达到保护整体结构的目的。整体结构系统由SIED系统与主结构系统组成,SIED系统的自振频率、阻尼比、内部隔震楼板与普通楼板的数量比以及隔震楼板在主结构中的位置等参数均会对主结构系统的动力响应产生重大影响,因此,本文对SIED系统各参数对主结构系统动力响应的影响进行了较为系统的研究,具体所做的工作有以下几个方面:（1）建立了装配式混凝土SIED结构的动力分析模型,推导了主结构系统与SIED系统的运动微分方程,并将这两大系统的运动微分方程联立为整体结构系统的运动微分方程组。（2）构建了整体结构系统的仿真分析架构和Simulink动力学仿真分析模型;其中,Simulink动力学仿真分析模型分为线弹性Sim... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单层楼板隔震消能结构动力分析模型

图1.1 单层楼板隔震消能结构动力分析模型 图 1.2 多层楼板隔震消能结构动力分Fig 1.1 Model of vibration analysis forSingle floor seismic isolation structureFig 1.2 Model of vibration analysMultilayered floor seismic isolation st模型、杆系—层模型三类[32]。除了模型精度层次上的要求，结构动力分析模型还需要考虑楼板模型题。实际结构并非仅由杆件构成，通常结构各楼层都有楼板，楼板的存在了结构的质量分布，对结构的刚度也造成了很大的影响，特别是框架结构在结构的动力响应分析和非弹性地震反应分析中需要合理考虑楼板的影响结构的动力响应及地震反应分析中，采用壳单元模拟楼板的作用既可以考内的刚度，又可以考虑平面外的刚度，但需要将楼板离散为足够多的壳单保证必要的计算精度，这样会导致结构的自由度数目大幅增加，耗费计算时间。当采用刚性楼板假定时，楼板水平面仅剩三个自由度，即两个相互水平平动自由度和一个绕竖轴的转动自由度，但刚性楼板每个节点仍然有立的自由度，即一个竖向平动自由度和两个绕相互垂直的水平轴转动的自

1.2.4 非线性分析问题有的结构在地震时会产生几何变形较大的二阶倾覆弯矩，即 P—△效应；构件会因为变形过大钢筋发生屈服，混凝土发生压溃而不适用线弹性本构关系，因此需要进行结构非线性分析，特别是地震动力响应方面的非线性分析[32]。结构非线性分析包括几何非线性分析和材料非线性分析，其中几何非线性分析较为简单，主要是为了考虑结构中的长柱由于 P—△效应而导致层间位移加大的影响，根据力矩平衡原理，将二阶倾覆弯矩等效为作用在结构上下楼层位置的一对水平力，如图 1.3 所示，并将该附加水平力代入结构的运动微分方程进行简化。经过分析，P—△效应只对各层抗侧构件侧向线位移有影响，即只对抗侧构件的侧向刚度进行了折减，折减的刚度值为：iii k Wh（1.3）其中，iW 为作用在第i层抗侧构件上的总重力，如果针对单个构件，则表示作用在该构件上的竖向压力；ih 为第i层的层高。因此，考虑 P—△效应的结构仍按线性结构进行分析[39]。


本文编号：2994269