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村镇建筑基础下碎石垫层隔震性能试验研究

作　者: 魏磊
导　师: 韩晓雷
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: 村镇建筑 碎石垫层 摩擦滑移减震 隔震效果 振动台试验
分类号: TU352.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


我国是一个多地震灾害国家，每次大地震造成的人员伤亡和经济损失都是惨重的。尤其是占我国总人口80%左右的广大农村地区，由于经济条件相对落后，村镇房屋抗震质量也较差，当遇到同等强度的地震时受到的破坏也较严重。因此，针对村镇建筑的抗震隔震技术的研究具有非常重要的意义。本文主要以村镇低矮建筑为研究对象，对比分析了一些主流隔震体系，提出碎石垫层基础滑移隔震的抗震思想，对采用的碎石材料进行了与混凝土接触面的摩擦抗滑试验和材料内部的滑移带试验，最后对该碎石垫层进行了模拟振动台试验和隔震效果分析，本文主要研究工作和结论包括：（1）首先对中国地震灾害情况尤其是西部农村地区的抗震现状进行了概述，提出碎石垫层滑移隔震技术。（2）阐述了碎石垫层隔震的概念、优点及可行性研究。对所选碎石材料进行了与混凝土接触面的抗滑试验和材料内部滑移带试验研究，测得各粒径碎石与混凝土接触面的滑动摩擦系数和碎石内部的摩擦滑动情况。（3）针对滑移隔震的特性，提出了该碎石垫层隔震率分析新方法，即动量变化隔震率研究，从动量变化的角度能更好的分析碎石垫层的隔震情况。（4）采用混凝土质量块模拟上部刚度较大的村镇建筑，对碎石垫层滑移隔震材料进行了振动台试验研究。结果表明，在不同碎石层厚度和不同加速度峰值地震波输入下，碎石垫层的隔震率为10.12%～63.99%，通过对碎石的粒径和厚度进行组合可得到较好的隔震效果，而且隔震效果随地震输入能量和垫层厚度的增加而提高。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 引言  8-10
  1.2 西部地区村镇房屋形式及抗震现状  10-14
    1.2.1 西部地区村镇房屋形式  10-13
    1.2.2 西部地区村镇房屋抗震现状  13-14
    1.2.3 村镇建筑抗震新理念  14
  1.3 国内外基础隔震发展及研究现状  14-18
    1.3.1 摩擦滑移体系方面的研究  15-16
    1.3.2 橡胶支座体系方面的研究  16
    1.3.3 隔震技术的综合深入化研究  16-17
    1.3.4 摩擦滑移隔震试点应用情况  17-18
  1.4 本文研究背景和主要内容  18-19
    1.4.1 本文研究背景  18
    1.4.2 本文主要研究内容  18-19
2 碎石垫层基础隔震的可行性研究  19-32
  2.1 建筑隔震体系的研究背景  19
  2.2 碎石垫层隔震的概念及简介  19-22
    2.2.1 碎石垫层隔震层的提出  19-20
    2.2.2 碎石垫层隔震层的介绍  20-21
    2.2.3 碎石垫层隔震层的优点  21-22
  2.3 所选碎石材料摩擦性能研究  22-31
    2.3.1 碎石材料与混凝土板之间抗滑试验研究  22-27
    2.3.2 碎石料的滑移带试验研究  27-31
  2.4 本章小结  31-32
3 碎石垫层隔震结构的分析方法  32-43
  3.1 基础滑移隔震的基本理论基础和要求  32-36
    3.1.1 基础隔震的基本理论基础  33-35
    3.1.2 基础滑移隔震应具备的的特性及基本要求  35-36
  3.2 基础滑移隔震结构运动方程  36-38
    3.2.1 滑动状态下结构运动方程  36-37
    3.2.2 啮合状态下结构运动方程  37-38
    3.2.3 摇摆、滑摇状态时结构运动方程  38
    3.2.4 滑移隔震结构滑动的判别条件  38
  3.3 单质点基础隔震体系结构的动力分析  38-42
    3.3.1 动力分析模型  38-39
    3.3.2 隔震结构的加速度反应分析  39-40
    3.3.3 隔震结构的位移反应分析  40-42
  3.4 隔震建筑结构的能量分析法  42
  3.5 本章小结  42-43
4 碎石垫层振动台试验  43-67
  4.1 试验装置概况  43-44
  4.2 试验材料及容器装置设计准备  44-49
    4.2.1 试验所用碎石材料及容器的选定  44-47
    4.2.2 数据采集系统及传感器布置  47-49
  4.3 台面输入及试验加载方案  49-52
    4.3.1 地震波选取  49-50
    4.3.2 试验加载方案  50-52
  4.4 试验过程和现象  52-54
    4.4.1 振动台试验过程  52-53
    4.4.2 主要试验现象描述  53-54
  4.5 滑动隔震隔震率研究  54-57
    4.5.1 现有滑移隔震效果分析观点  54-56
    4.5.2 动量变化隔震率研究  56-57
  4.6 试验数据与分析  57-66
  4.7 本章小结  66-67
5 结论与展望  67-69
  5.1 结论  67-68
  5.2 展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74

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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
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