结合屋顶绿化的房屋抗震控制研究

论文摘要

地震灾害给人类的生命财产造成巨大损失,探索简单、有效的抗震控制方法为抗震工程的重要研究课题之一;另外,科学节能、绿色环保也是现代社会发展所面临的紧迫而艰巨的任务。将抗震控制与绿色环保相结合,提出屋顶绿化减震系统是本文所做的大胆尝试。论文提出了在屋顶绿化部分与屋顶之间铺设摩擦材料形成屋顶绿化减震系统的设想,利用理论分析、数值模拟和模型试验等多种途径对这一设想进行了初步探索。论文研究建立了系统运动方程,编制了屋顶绿化减震系统的时程分析程序。以算例分析了屋顶绿化减震系统在水平地震作用下的减震效果,也考虑了竖向地震作用对屋顶绿化减震系统减震效果的影响,得出竖向地震作用具有改变屋顶绿化部分的滑移路径的结论;还将屋顶绿化减震系统的减震效果与调谐质量控制系统的减震效果进行了分析对比。设计制作了两层钢框架屋顶绿化减震系统模型,输入正弦荷载进行了动力实验,进一步验证了该系统的减震作用。论文研究建立了屋顶绿化减震系统的理论基础、技术途径和分析方法,可供屋顶绿化减震系统的进一步研究和工程应用参考。

论文目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 结构耗能减震技术的发展和应用

1.3 研究内容及组织安排

第2章屋顶绿化综述

2.1 引言

2.2 屋顶绿化的国内外研究现状

2.3 屋顶绿化的类型

2.4 屋顶绿化的作用

2.5 屋顶绿化的构造和施工

2.5.1 屋顶绿化种植区的构造

2.5.2 屋顶绿化的施工

2.6 本章小结

第3章屋顶绿化减震系统及其地震反应数值模拟

3.1 引言

3.2 三摩擦系数屋顶绿化结构地震反应的理论分析

3.2.1 单自由度屋顶绿化减震系统运动方程的建立

3.2.2 多自由度屋顶绿化减震系统运动方程的建立

3.2.3 推广到多自由度多摩擦屋顶绿化减震系统

3.3 几个临界问题的处理

3.3.1 由静到动的临界

3.3.2 由动到静的临界

3.3.3 相邻摩擦系数区的临界

3.4 程序流程图

3.5 考虑竖向地震作用对结构反应的影响

3.6 算例分析

3.6.1 结构动力特性的求解

3.6.2 动力荷载作用下屋顶绿化减震系统的减震效果

3.6.3 考虑竖向地震作用的屋顶绿化减震系统

3.6.4 摩擦耗能屋顶绿化系统与TMD 的减震效果比较

3.7 本章小结

第4章屋顶绿化减震系统的实验研究

4.1 引言

4.2 材料摩擦系数的测定

4.2.1 摩擦学的基本原理

4.2.2 材料静摩擦系数的测定

4.2.3 材料动摩擦系数的测定

4.2.4 实验结果汇总

4.3 单摩擦屋顶绿化减震系统的实验研究

4.3.1 实验仪器与设备

4.3.2 模型振动台实验

4.4 本章小结

第5章结语

5.1 论文的主要工作及结论

5.2 尚需研究的工作

参考文献

致谢

作者简介

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