基础滑移隔震结构高宽比限值的分析研究

论文摘要

滑移隔震是一种常见的基础隔震形式，它是通过滑移层将基础和上部结构分开，通过滑移隔震体系隔离地震波向上部结构的输入，延长了结构的基本周期，降低了建筑物的地震反应，近年来发展较快，具有简单易行、造价低廉，受地面运动频率特性的影响较小等优点而得到了广泛的认可和长足的发展，形成了结构控制的新趋势，因此论文选题具有重要的意义。论文通过对建筑物基础滑移隔震结构的动力分析，建立了滑移隔震结构的分析模型，确定了各运动状态下的动力方程以及各运动状态下的滑移判断条件，并对高宽比限值公式的提出进行了推导；根据理论分析和运动方程求解时程方法，利用3D-BASIS-TABS程序对滑移隔震体系进行分析，确定了滑移隔震体系高宽比限值的影响因素，即摩擦系数μ、阻尼比ζ、隔震层刚度、上部结构刚度；另外，本文还对复合隔震结构高宽比限值进行了分析，分析了摩擦系数和阻尼比的改变对复合隔震结构高宽比限值的影响，并与摩擦滑移隔震结构进行了对比。通过以上的研究，得出了如下的结论。随着摩擦系数、隔震层阻尼、地面运动加速度、隔震层刚度、频谱特性（也就是加速度峰值）的增大，滑移隔震体系高宽比限值则随之减小；；地震动强度的增大，滑移隔震体系高宽比限值则随之减小；滑移隔震体系比基本结构体系还可以有效的降低结构的倾覆力矩和提高结构的高宽比限值。复合隔震结构的高宽比限值随着摩擦系数和阻尼比的增大而减小，而且随着地震动强度的不同，复合隔震结构的高宽比限值也是有所不同；基础滑移隔震多层砖房的高宽比限值的均值，随着场地地震烈度的增大而减小，复合隔震体系与纯摩擦滑移隔震体系相比，对结构的高宽比限值的提高更好一些，仅供实际工程应用参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 滑移隔震技术的隔震装置
• 1.2.1 滑移元件
• 1.2.2 限位装置
• 1.3 滑移隔震研究现状和存在的问题
• 1.3.1 试验研究
• 1.3.2 计算模型和理论分析
• 1.3.3 工程应用
• 1.4 滑移隔震技术的设计要求
• 1.4.1 滑移隔震技术的适用范围
• 1.4.2 滑移隔震技术设计的基本要求
• 1.4.3 滑移隔震技术设计的构造和隔震元件性能要求
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 基础滑移隔震体系的数学模型
• 2.1 基础滑移隔震体系的基本原理
• 2.2 常见的滑移隔震模型
• 2.2.1 基础滑移隔震的形式
• 2.2.2 计算模型
• 2.4 滑移隔震体系分析模型的建立
• 2.4.1 基本假定
• 2.4.2 摩擦力模型
• 2.4.3 摩擦滑移隔震体系的计算模型
• 第3章 基础滑移隔震体系的计算分析
• 3.1 概述
• 3.2 输入地震波的选用
• 3.2.1 输入地震波的选择方法
• 3.2.2 输入地震波的调整
• 3.2.3 选用的地震波
• 3.3 滑移隔震体系的运动方程及高宽比公式的推导
• 3.3.1 不滑动状态时的运动方程
• 3.3.2 滑动状态时的运动方程
• 3.3.3 滑移隔震体系的滑动判别条件
• 3.3.4 高宽比限值公式的推导
• 3.4 运动方程的求解
• 3.5 计算程序
• 3.6 计算算例
• 第4章 滑移隔震体系高宽比限值的影响因素及其规律
• 4.1 概述
• 4.2 摩擦系数对高宽比的影响
• 4.3 阻尼比对高宽比的影响
• 4.4 地面运动加速度对高宽比的影响
• 4.5 地震动强度对高宽比的影响
• 4.6 隔震层刚度对高宽比的影响
• 4.7 频谱特性对高宽比的影响
• 4.8 滑移隔震体系与基本结构体系的高宽比限值的对比
• 4.9 滑移隔震体系的高宽比限值的一般规律
• 第5章 复合隔震结构高宽比限值的分析
• 5.1 概述
• 5.2 复合隔震体系的构造
• 5.3 常见的复合隔震体系模型
• 5.3.1 夹层橡胶支座与摩擦滑移支座并联复合隔震体系模型
• 5.3.2 夹层橡胶支座与摩擦滑移支座串联复合隔震体系模型
• 5.4 复合隔震体系的计算分析
• 5.4.1 算例
• 5.4.2 摩擦系数和阻尼比的改变对复合隔震结构高宽比限值的影响
• 5.4.3 与纯摩擦滑移隔震体系的对比
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文