采用基础隔震的框架结构减震分析

发布时间：2017-08-08 15:29

  本文关键词：采用基础隔震的框架结构减震分析

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【摘要】：基础隔震是在建筑物的基础和上部结构之间设置水平刚度较小、一定阻尼的隔震层,以阻止地震能量向上部结构传递,延长结构自振周期,减小地震反应。它是隔震体系中的一种被动控制体系。随着研究的深入和实际工程的需要,基础隔震技术逐渐应用于平面不规则结构,因此,研究平面不规则隔震结构的地震反应对保护人们生命财产的安全是十分必要的。本文以某七层基础隔震的U形框架结构为例,运用理论分析与数值模拟等研究方法,作如下主要研究。本文首先阐述了隔震结构的基本概念、基础隔震技术及其特点和铅芯橡胶支座的力学性能,给出阻尼及水平刚度的计算公式,选择合理的隔震支座力学模型,建立单质点和多质点基础隔震体系的动力分析模型,并推导了基础隔震体系动力平衡方程的求解;其次,利用有限元分析软件SAP2000建立平面不规则U型结构的等效模型,对隔震层仅考虑竖向承载力及水平侧移布置的方案一以及考虑调整刚心和质心位置重合的方案二基础隔震,分别进行了8度多遇和罕遇EL-Centro波、唐山波、人工波下的动力时程分析,将计算结果与传统的抗震结构进行对比分析,以评判不规则隔震结构的减震效果并得到不规则结构隔震层的布置原则。结果表明,采用基础隔震的平面不规则结构相对于传统抗震结构,水平地震作用显著降低;考虑调整刚心和质心位置的方案二隔震相比方案一隔震地震反应更小,且大大的降低了不规则U型结构的扭转效应。
【关键词】：基础隔震 铅芯叠层橡胶支座 不规则结构 SAP2000 非线性时程分析
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 引言9-11
• 1.2 传统结构抗震方法11-12
• 1.3 结构控制技术12-14
• 1.4 基础隔震体系概述14-16
• 1.4.1 基础隔震的概念及原理14-15
• 1.4.2 基础隔震的分类15-16
• 1.4.3 基础隔震的分类16
• 1.5 基础隔震技术国内外研究概况16-19
• 1.5.1 国外基础隔震技术研究概况16-18
• 1.5.2 国内基础隔震技术研究概况18-19
• 1.6 平面不规则隔震结构的国内外研究现状19-20
• 1.7 本文研究的意义和内容20-22
• 1.7.1 本文研究的意义20
• 1.7.2 本文研究的内容20-22
• 2 铅芯叠层橡胶支座隔震的理论分析22-34
• 2.1 铅芯叠层橡胶支座的构造22-24
• 2.1.1 支座的构造22
• 2.1.2 支座的形状系数22-23
• 2.1.3 支座的构造要求23-24
• 2.2 铅芯叠层橡胶支座的基本力学理论24-26
• 2.2.1 力学理论推导的基本假定24
• 2.2.2 支座的竖向压缩刚度24-25
• 2.2.3 支座的水平刚度25-26
• 2.2.4 支座的屈服荷载26
• 2.3 铅芯叠层橡胶支座的力学模型26-28
• 2.4 基础隔震结构动力分析模型28-33
• 2.4.1 单质点基础隔震体系结构动力分析28-31
• 2.4.2 多质点基础隔震体系结构动力分析31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 SAP2000隔震模型建立及正确性验证34-52
• 3.1 有限元软件SAP2000的简介34-35
• 3.1.1 对象单元34
• 3.1.2 数值积分方式34-35
• 3.2 铅芯叠层橡胶隔震支座的模拟35
• 3.3 论证混凝土框架数值建模的正确性35-43
• 3.3.1 试验模型概况36-38
• 3.3.2 数值模型建立38
• 3.3.3 数值结果与试验对比38-43
• 3.4 论证铅芯叠层橡胶支座数值建模的正确性43-50
• 3.4.1 试验模型概况43-44
• 3.4.2 数值模型建立44-45
• 3.4.3 数值结果与试验对比45-50
• 3.5 本章小结50-52
• 4 不规则结构基础隔震地震反应分析52-81
• 4.1 引言52
• 4.2 工程概况52-54
• 4.3 时程分析地震波的选用54-57
• 4.3.1 地震波选取的重要性54
• 4.3.2 地震波选取的关键因素54-55
• 4.3.3 本工程选用的地震波55-56
• 4.3.4 地震波的调整56-57
• 4.4 隔震层设计57-60
• 4.4.1 方案一57-59
• 4.4.2 方案二59-60
• 4.5 抗震结构和隔震结构的模态分析60-63
• 4.6 地震作用下的弹塑性时程分析63-80
• 4.7 本章小结80-81
• 结论81-82
• 展望82-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-88
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果88

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本文编号：640715