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中、日、美三国抗震设计反应谱及隔震设计方法比较研究

作　者: 李婕
导　师: 刘文光；冯德民
学　校: 广州大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 隔震结构 抗震设计规范 等效线性化法 时程分析法 设计反应谱
分类号: TU352.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


随着隔震耗能技术的发展，隔震技术已经从研究领域进入到实际应用阶段。目前大约三十多个国家在积极开展基础隔震应用研究，基础隔震技术已经广泛应用在桥梁和建筑上。在完善应用研究的同时，隔震设计方法也日趋规范化，美国、日本、新西兰和意大利等四个国家相继颁布了建筑隔震设计规程。我国在2001年7月颁布的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)也正式编入了隔震和消能减震设计一章。但是，隔震设计方法在实际运用中还存在一些新问题，本文从理论和试验方面对此进行了分析研究。 本文针对目前国内外《建筑抗震设计规范》中橡胶支座隔震建筑的研究现状，以隔震建筑应用实例比较多的国家日本、美国及我国的规范为研究对象，主要围绕中、日、美规范反应谱和隔震结构的设计方法，通过对比中国、日本、美国建筑抗震设计规范中的设计反应谱，对我国现行规范中反应谱长周期段提出了改进意见，并在此基础上用振动台试验进行了验证。本文对国内外相关文献和规范进行考查、对比，理论推导、算例分析和试验验证，具体内容从以下几个方面展开： 1．分析各国抗震设计要求(抗震设防目标、抗震设防水准和抗震设计方法)及隔震设计思想；比较了中、日、美抗震规范的加速度设计反应谱，总结其特点；并对这中、日、美在使用隔震结构设计方法时需要满足的条件进行了比较； 2．按照这三个建筑抗震规范来设定建筑物的特性，具体研究一个14层钢筋混凝土框架剪力墙隔震结构模型，通过比较可以看出按照我国规范算出的隔震结构反应的值偏离时程分析的值较大； 3．采用中、日、美规范中的等效线性化法和时程分析法，建立52个工况隔震结构的单质点模型，依照这两种方法分别作出各国的加速度设计反应谱。比较分析发现：按照等效线形化法做出的加速度反应谱偏离时程分析法做出的加速度反应谱； 4．针对我国加速度设计反应谱长周期段下降缓慢，以时程分析法建立的加速度反应谱为基准，对按照规范等效线性化法建立的加速度反应谱长周期段提出了修正建议； 5．通过分析一个五层钢结构振动台隔震结构实例，将我国加速度反应谱修正前后结构的地震反应值与试验实测值比较。分析比较可以看出：反应谱修正后结构的地震反应更加接近实际结构的反应。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-14
第一章 绪论  14-26
  1.1 序言  14-15
  1.2 国内外基础隔震体系的发展现状  15-17
    1.2.1 现代基础隔震体系的发展  15-16
    1.2.2 基础隔震技术的最新发展  16-17
    1.2.3 基础隔震体系的发展趋势  17
  1.3 地震反应分析方法的发展  17-20
    1.3.1 静力分析  17-18
    1.3.2 反应谱分析  18-19
    1.3.3 动力分析  19-20
  1.4 国内外研究现状  20-23
    1.4.1 抗震设计规范的研究现状  21-22
    1.4.2 设计反应谱的研究现状  22-23
  1.5 本论文的主要研究工作  23-26
    1.5.1 反应谱研究的意义  23
    1.5.2 问题的提出  23-24
    1.5.3 本文的主要研究内容  24-26
第二章 规范反应谱及隔震设计方法对比  26-46
  2.1 引言  26
  2.2 隔震设计思想比较  26-28
    2.2.1 抗震设计基本要求  26-27
    2.2.2 隔震设计思想  27-28
  2.3 设计反应谱  28-38
    2.3.1 中国  29-32
    2.3.2 日本  32-34
    2.3.3 美国  34-36
    2.3.4 比较  36-38
  2.4 隔震设计方法  38-44
    2.4.1 等效线性化  39-41
    2.4.2 时程分析法  41-44
  2.5 本章小结  44-46
第三章 隔震结构地震反应分析比较研究  46-53
  3.1 引言  46
  3.2 上部结构模型  46-48
  3.3 隔震层特性  48
  3.4 输入地震波  48-50
  3.5 分析结果  50-52
  3.6 本章小结  52-53
第四章 单质点体系地震反应分析对比  53-67
  4.1 引言  53
  4.2 分析模型  53-55
    4.2.1 结构模型  54
    4.2.2 模型参数  54-55
  4.3 由等效线性化法建立加速度反应谱曲线  55-58
    4.3.1 中国  55-56
    4.3.2 日本  56-57
    4.3.3 美国  57-58
  4.4 由时程分析法建立加速度反应谱曲线  58-62
    4.4.1 分析模型  58-59
    4.4.2 输入地震波  59
    4.4.3 分析结果  59-62
  4.5 分析结果比较  62-66
    4.5.1 中国  62-63
    4.5.2 日本  63-64
    4.5.3 美国  64-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章 我国加速度反应谱长周期段的修正  67-84
  5.1 引言  67
  5.2 分析结果  67-74
    5.2.1 等效线性化的分析结果  68-69
    5.2.2 时程分析的分析结果  69-71
    5.2.3 分析结果比较  71-74
  5.3 我国反应谱长周期段修正  74-78
    5.3.1 公式修正  75
    5.3.2 修正后的反应谱  75-76
    5.3.3 修正后的分析结果  76-78
  5.4 比较分析  78-82
  5.5 本章小结  82-84
第六章 隔震结构振动台试验验证  84-92
  6.1 引言  84
  6.2 隔震结构模型振动台试验概要  84-87
    6.2.1 上部结构模型  84-85
    6.2.2 加载地震波与加载工况的选择  85-86
    6.2.3模型结构最大加速度反应及层间变形  86-87
    6.2.4 原型结构最大加速度反应及层间变形  87
  6.3 时程分析法分析原型结构地震反应  87-89
    6.3.1 分析模型  87-88
    6.3.2 隔震层特性  88
    6.3.3 输入地震波  88
    6.3.4 分析结果  88-89
  6.4 等效线性化法分析原型结构的地震反应  89
  6.5 分析结果比较  89-91
    6.5.1 试验值与时程分析值比较  89-90
    6.5.2 试验值与反应谱理论值比较  90-91
  6.6 本章小结  91-92
第七章 结论与展望  92-95
  7.1 本文的主要工作与结论  92-93
  7.2 今后研究工作的展望  93-95
主要参考文献  95-100
附录  100-102
攻读硕士学位期间所发表的论文  102-103
致谢  103

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构 > 隔震结构
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