层间隔震框架结构地震反应动力分析

论文摘要

层间隔震结构是基础隔震结构在工程实践中发展起来的一种新型隔震结构形式,它解决了基础隔震结构对隔震层位置的局限性问题,拓展了隔震技术的应用范围。但因为隔震层位置的改变,结构的减震效果也产生了很大的变化。本文旨在研究层间隔震结构的减震效果和地震反应规律,主要进行了以下工作：1.通过对隔震装置的力学性能进行比较分析,选择合适的隔震支座及其恢复力模型,建立了层间隔震结构的动力方程。2.采用有限元软件SAP2000,模拟一栋钢筋混凝土框架结构教学楼,建立隔震层设置在不同位置时的隔震结构有限元模型,对不同模型进行动力特性分析。研究表明：隔震结构通过延长其基本周期达到减震的效果,并且隔震层位置越低时,周期越大。同时当隔震层处于结构中部位置时,高阶振型影响增大。3.对不同隔震结构模型进行动力时程分析,分别在多遇和罕遇地震作用下计算结构的地震反应,包括楼层剪力、位移和加速度。通过与非隔震结构地震反应的对比分析可知,在多遇地震和罕遇地震作用下,隔震结构均有着良好的减震效果,且地震反应变化规律基本相同：随着隔震层位置的上移,各楼层(隔震层除外)的地震反应减震率呈下降趋势,说明隔震层位置越低时减震效果越好。但是隔震层邻近楼层的地震反应会发生突变。4.改变隔震层水平刚度和阻尼,比较不同隔震结构的地震反应,分析刚度和阻尼这两个动力参数对隔震结构减震效果的影响。分析表明隔震层上部结构的地震反应随着隔震层刚度的增大而增大；对于隔震层的下部结构,则存在某一个合适的隔震层水平刚度,使得其地震反应最小,从而使整个结构取得比较理想的减震效果。研究发现阻尼是对隔震结构减震有利的参数,隔震层阻尼越大时,减震效果越好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 结构抗震技术的发展
• 1.2.1 工程结构控制思想的提出
• 1.2.2 工程结构减震控制概述
• 1.3 建筑结构隔震技术研究概述
• 1.3.1 隔震技术简介
• 1.3.2 层间隔震技术的发展
• 1.3.3 层间隔震技术的研究现状
• 1.4 本文研究的内容和意义
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 本文研究意义
• 第二章 隔震支座的力学性能及计算模型
• 2.1 隔震装置的分类
• 2.2 铅芯隔震支座的主要力学性能
• 2.2.1 形状系数
• 2.2.2 竖向刚度
• 2.2.3 水平变形能力
• 2.2.4 水平刚度
• 2.2.5 支座阻尼
• 2.3 隔震支座的数值模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 层间隔震结构动力方程的建立
• 3.1 动力方程的建立
• 3.1.1 动力分析模型的选取
• 3.1.2 动力方程的建立
• 3.2 动力方程的求解
• 3.3 地震波的选取与调整
• 3.3.1 地震波的合理选择
• 3.3.2 地震波的调整
• 3.3.3 本文选用的地震波
• 3.4 本章小结
• 第四章 层间隔震结构地震反应动力时程分析
• 4.1 计算模型的建立
• 4.1.1 结构模型概况
• 4.1.2 隔震支座参数
• 4.1.3 计算模型的建立
• 4.2 动力特性分析
• 4.3 地震反应分析
• 4.3.1 楼层剪力反应分析
• 4.3.2 结构位移反应分析
• 4.3.3 楼层加速度反应分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 层间隔震结构动力参数分析
• 5.1 隔震层刚度对隔震结构地震反应的影响
• 5.1.1 楼层剪力反应分析
• 5.1.2 结构位移反应分析
• 5.2 隔震层阻尼对隔震结构地震反应的影响
• 5.2.1 楼层剪力反应分析
• 5.2.2 结构位移反应分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要研究成果
• 6.2 对本课题研究的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况