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金属球面滑移隔震系统隔震效果及影响因素研究

作　者: 巩慧
导　师: 陈青来
学　校: 山东大学
专　业: 结构工程
关键词: 金属球面滑移隔震支座 隔震效果 滑移球面半径 双向水平地震作用
分类号: TU352.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


采用建筑结构隔震减震技术,在大震下可以大大减少地震时上部结构物的加速度和变形,从而保护人们的生命和财产安全。本文对一种新的基础隔震技术——金属球面滑移隔震支座系统进行了隔震性能和影响因素的研究。金属滑移隔震支座统是一种由金属材料制作的摩擦摆隔震支座。本文通过分析大型振动台试验数据以及利用SAP2000有限元软件建立了相应的数值模型,对采用金属球面滑移隔震支座的结构进行了EL-Centro地震波下的反应分析,并且分析了不同滑移球面半径和水平双向地震作用对金属滑移隔震支座隔震效果的影响。研究结果如下：1、使用金属球面滑移隔震支座后,上部结构的加速度反应和速度反应相比起抗震工况下都有了大幅度降低,这说明了金属球面滑移隔震支座在对地震作用力和地震能量向上部结构的传递过程中起到了很好的隔离作用。2、通过针对300mm、600mm、900mm、1200mm、1500mm、1800mm这六种滑移球面半径的隔震支座进行模拟,并对各类工况下的加速度反应、层间位移、支座滑移量和基底剪力这四类指标的对比分析可知,随着滑移球面半径的增大,各分析指标的值都有所降低,即滑移球面半径越大,隔震支座的隔震效果越好。滑移球面半径应选在900mm左右为宜。3、双向地震作用与单向地震作用下的抗震工况的加速度反应、层间位移、支座滑移量和基底剪力这四类指标都十分一致,隔震工况总体趋势是双向地震作用下比单向地震作用下各分析指标的值有所减小。这说明双向地震作用下隔震支座的隔震效果比单向地震作用下好。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 地震灾害概况  11-12
  1.2 地震作用原理  12
  1.3 现有抵御地震的结构设计原理及方法比较  12-14
    1.3.1 抗震与隔震  13
    1.3.2 基础隔震与层间隔震  13-14
    1.3.3 金属隔震支座与橡胶隔震支座  14
  1.4 国内外研究进展  14-18
    1.4.1 隔震的发展  14-17
    1.4.2 摩擦摆隔震技术的进展  17-18
  1.5 课题来源及研究内容  18-19
    1.5.1 课题来源  18
    1.5.2 研究内容  18-19
第二章 金属球面滑移隔震系统相关理论及试验概况  19-30
  2.1 金属球面滑移隔震系统的基本原理  19-23
    2.1.1 结构的动力响应理论  19-20
    2.1.2 金属球面滑移隔震系统作用机制  20-23
  2.2 大型振动台试验概况  23-27
    2.2.1 试验条件  23-24
    2.2.2 模型概况  24-26
    2.2.3 试验工况  26-27
    2.2.4 试验数据采集  27
  2.3 试验数据分析及数值模拟程序简介  27-29
    2.3.1 MATLAB软件  27
    2.3.2 SAP2000软件  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 试验数据分析与数值模型验证  30-45
  3.1 试验数据分析  30-35
    3.1.1 加速度反应分析  30-33
    3.1.2 速度反应分析  33-35
  3.2 数值模拟  35-41
    3.2.1 模型建立  35-36
    3.2.2 模型运算结果分析  36-41
  3.3 试验数据与模型运算结果对比  41-44
    3.3.1 加速度反应对比  41-42
    3.3.2 速度反应对比  42-44
    3.3.3 模型运算结果与试验数据差异原因分析  44
  3.4 本章小结  44-45
第四章 隔震支座隔震效果影响因素分析  45-60
  4.1 影响隔震效果的因素列举  45-46
  4.2 滑移球面半径  46-52
    4.2.1 滑移球而半径的选择  46-47
    4.2.2 模型运算结果分析  47-51
    4.2.3 滑移球面半径对隔震支座隔震效果的影响规律总结  51-52
  4.3 水平双向地震下隔震支座隔震效果分析  52-59
    4.3.1 双向地震作用下摩擦摆基础隔震结构运动方程  52-53
    4.3.2 Y向地震作用下隔震结构地震反应  53-56
    4.3.3 双向地震作用与单向地震作用下结构反应对比  56-59
    4.3.4 双向地震相比于单向地震对隔震支座隔震效果的影响规律总结  59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 结论与展望  60-62
  5.1 结论  60
  5.2 不足与展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
附录  67-91
附件  91

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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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