基础隔震结构体系地震反应研究

论文摘要

建筑隔震是20年来我国建筑工程领域取得的重大科技进步之一,经过全国建筑工程领域数百名专家讨论、征求各省市有关设计院以及大学的技术、管理专家的意见并经过国家建设部批准,这项技术已经被纳入国家标准“建筑抗震设计规范”（GB50011-2001）,并从2001年开始在全国实施。本文首先给出了地震给人类生存带来的威胁和基础隔震的重大意义,对比传统抗震列出基础隔震的优势所在,确定了本文的主要研究内容。其次,本文分析了基础隔震的控制学原理,对隔震技术的发展过程和国内外应用现状进行了比较详细的阐述,进一步深入分析了基础隔震的工作原理以及列出基础隔震的分类。针对叠层橡胶隔震比较成熟的现状,引入了滑移隔震概念,为第六章试验提供了理论基础。然后,在基本假定的基础上建立了多自由度基础隔震体系动力分析简化模型,由达朗贝尔原理列出隔震结构体系的运动方程,根据阻尼理论知识列出等效阻尼矩阵,推导出振动方程,得出相应的速度、加速度、位移反应方程。针对地震反应分析方法,文中列出两种主要的方法,时程分析法、反应谱法方法。对于时程分析法中常用的龙格-库塔法,文中给出了比较详细的积分步骤。最后,由于层问剪力F是导致结构破坏的重要参数,所以地震加速度a的时程分析就显得比较重要。第六章通过动力试验得出加速度数据,并且通过编程利用matlab给出隔震和抗震情况下十二组加速度时程对比图,并且利用visio形象画出两组加速度峰值对比图。由于上部结构能量E的积累直接导致了结构的破坏,因此地震速度v的时程分析更加重要。第六章同样给出六组速度时程对比图,利用visio形象画出两组速度峰值对比图并计算出卓越速度、卓越周期以及隔震率。为了便于对比,利用曲线拟合知识,文中给出三组加速度包络图和三组速度包络图。通过一系列数据和图形的对比,定性定量的得出在减小地震的破坏的效果方面,建筑结构隔震系统大大优于建筑结构抗震系统的结论。基础隔震是一种人们较早付诸于实践的隔震措施,但其至今未能得到很好的推广和应用,因此在强大的地震灾害面前尚不能充分发挥其潜在优势。相信随着研究的进一步深入,实践应用的进一步推广,在未来的建筑中其一定可以发挥强大的作用,更好的保护人们生命财产的安全。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 人类对地震反应的认识和理论的研究过程
• 1.2.1 第一阶段，静力理论阶段
• 1.2.2 第二阶段，反应谱理论阶段
• 1.2.3 第三阶段，动力理论阶段
• 1.3 人们从历次地震总结的经验
• 1.3.1 减轻城市地震灾害基本对策
• 1.3.2 传统抗震的不足
• 1.3.3 基础隔震的优势
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.4.1 课题的提出及课题的研究意义
• 1.4.2 本课题的主要研究内容
• 第二章 工程结构减震控制的基本概念和结构消能减震
• 2.1 工程结构减震控制体系的概念
• 2.2 结构控制技术的分类
• 2.2.1 被动控制技术
• 2.2.2 主动控制技术
• 2.2.3 半主动控制技术
• 2.2.4 混合控制技术
• 2.3 小结
• 第三章 隔震技术发展史和其工作原理
• 3.1 隔震技术的发展史
• 3.1.1 隔震技术的发展史
• 3.1.2 我国隔震技术的应用现状
• 3.2 结构隔震体系基本特性和减震机理
• 3.2.1 隔震体系的概念
• 3.2.2 从反应谱和能量的角度说明基础隔震工作原理
• 3.2.3 隔震体系基本特性
• 3.3 基础隔震分类
• 3.3.1 基础隔震分类
• 3.3.2 橡胶支座基础隔震
• 3.3.3 基础滑移隔震体系
• 3.3.4 复合隔震体系
• 3.4 小结
• 第四章 阻尼理论
• 4.1 阻尼的概念、计算理论及计算模型
• 4.1.1 阻尼的概念
• 4.1.2 阻尼的计算理论
• 4.1.3 阻尼计算模型
• 4.2 阻尼比
• 4.3 阻尼器
• 4.4 小结
• 第五章 隔震结构动力反应分析
• 5.1 隔震结构模型的计算分析
• 5.1.1 隔震结构计算模型得分类
• 5.1.2 多质点平动体系结构动力分析模型
• 5.2 结构地震反应分析方法
• 5.2.1 隔震结构地震反应动力分析法
• 5.2.2 反应谱法
• 5.3 小结
• 第六章 基础隔震试验与地震反应时程分析
• 6.1 引言
• 6.2 试验概况及结果分析
• 6.2.1 模型概况
• 6.2.2 理论准备
• 6.3 抗震和隔震情况下加速度时程分析对比
• 6.3.1 八度罕遇地震加速度时程分析
• 6.3.2 九度罕遇地震加速度时程分析
• 6.3.3 八度罕遇地震加速度反应包络图
• 6.3.4 结论
• 6.4 隔震和抗震情况下速度情况分析
• 6.4.1 八度罕遇地震速度时程图
• 6.4.2 八度罕遇地震速度反应包络图
• 6.4.3 隔震和抗震工况下卓越速度和卓越能量对比
• 6.4.4 小结
• 6.5 加速度和速度达到峰值时间对比及卓越周期
• 6.6 小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表