基于最不利地震动的并联隔震结构隔震层位移反应谱

论文摘要

并联基础隔震是将橡胶垫支座和摩擦滑移支座并联使用的一种隔震技术,通过合理的参数选择,可以充分发挥两种传统隔震技术的优点,但并联隔震结构尚未形成简化设计方法。本文通过对并联隔震结构在最不利地震动下的隔震层位移反应谱的研究,为并联隔震结构的设计提供参考。本文比较了并联隔震结构的几种简化模型,结果表明双质点模型的分析精度较高,分析了并联隔震结构的地震反应特征,并验证了最不利地震动对并联隔震结构的适用性。从双质点模型的运动微分方程出发,指出影响隔震层位移的主要参数分别是隔震层的等效阻尼比ξeq,屈重比τ、屈服剪力系数η,而上部结构与隔震层的质量比对隔震层位移的影响很小。基于最不利地震动对并联隔震结构进行了参数分析,分析表明,隔震层位移随隔震层阻尼比ξb增加而减小;对短周期结构,τ对隔震层位移影响很小,对中长周期结构,隔震层位移随τ的增大而减小;隔震层位移随η增大而减小。给出了参数的优化取值。将并联隔震结构划分为短周期结构、中周期结构和长周期结构,输入不同场地土的最不利地震动,给出了隔震层阻尼比ξb为0.05时的隔震层位移反应谱,考虑并联隔震结构阻尼比的变化,给出0.05～0.25之间任意ξb下隔震层位移反应谱的调整公式。并进行误差分析,验证了阻尼比简化调整的可行性,从而只需查表并套用阻尼比的简化公式,就可以计算出并联隔震结构最不利地震动下的隔震层位移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基础隔震技术
• 1.2.1 夹层橡胶垫隔震
• 1.2.2 摩擦滑移隔震
• 1.2.3 并联复合隔震体系
• 1.2.4 串联复合隔震体系
• 1.3 基础隔震技术应用中存在的问题
• 1.3.1 隔震层位移过大的问题
• 1.3.2 竖向隔震问题
• 1.3.3 在高层建筑中的应用问题
• 1.3.4 隔震结构的偏心扭转问题
• 1.3.5 其它问题
• 1.4 基础隔震技术的研究和发展趋势
• 1.5 并联基础隔震国内外的发展与研究现状
• 1.5.1 国外研究概况
• 1.5.2 国内研究概况
• 1.6 本文的研究目的和主要内容
• 第二章 并联隔震结构动力分析简化模型与最不利地震动
• 2.1 引言
• 2.2 并联复合隔震体系的计算模型和运动微分方程
• 2.2.1 多质点模型
• 2.2.2 双质点模型
• 2.2.3 单质点模型
• 2.3 上部结构重力荷载代表值的等效
• 2.3.1 对双质点模型
• 2.3.2 对单质点模型
• 2.3.3 算例及结果分析
• 2.4 并联隔震结构的特征
• 2.5 地震波的输入问题
• 2.5.1 地震波输入现状
• 2.5.2 地震波选用及调整
• 2.6 并联隔震结构最不利地震动与常用地震动地震响应的比较
• 2.6.1 最不利地震动的概念和发展现状
• 2.6.2 确立最不利设计地震的原则
• 2.6.3 并联隔震结构最不利地震动与常用地震动地震响应的比较
• 2.7 结论
• 第三章 基于最不利地震动的并联隔震结构地震反应参数分析
• 3.1 引言
• 3.2 隔震层分析的主要参数
• 3.2.1 基本假定和前提条件
• 3.2.2 影响隔震层位移的主要参数
• 3.2.3 隔震层刚度
• 3.2.4 并联隔震体系隔震滞回曲线
• 3.3 双质点模型下的参数分析
• 3.3.1 屈服剪力系数η的影响
• 3.3.2 屈重比τ的影响
• b 的影响'>3.3.3 隔震层阻尼比ξ_b的影响
• 1/M₀ 对隔震层位移的影响'>3.3.4 上部结构与隔震层质量比M₁/M₀对隔震层位移的影响
• 3.4 多质点模型下参数分析
• 3.4.1 模型介绍
• 3.4.2 屈重比τ的影响
• b 的影响'>3.4.3 隔震层阻尼比ξ_b的影响
• 3.4.4 屈服剪力系数η的影响
• 3.5 参数的优化取值
• 3.6 结论
• 第四章 并联隔震结构基于最不利地震动的反应谱
• 4.1 引言
• 4.2 基于最不利地震动的隔震层位移反应谱
• 4.3 隔震层橡胶垫的阻尼计算
• 4.3.1 阻尼材料的特性和分类
• 4.3.2 阻尼比的计算
• 4.4 并联隔震结构隔震层阻尼比的简化调整
• 4.4.1 抗震规范反应谱考虑阻尼比的调整
• 4.4.2 并联隔震结构隔震层阻尼比的简化调整
• 4.4.3 误差分析
• 4.5 工程算例
• 4.6 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文