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大底盘双塔结构层间隔震理论分析与应用技术研究

作　者: 刘勇军
导　师: 赵歆冬
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 现代结构理论
关键词: 大底盘双塔结构 层间隔震 铅芯橡胶支座 地震反应 时程分析
分类号: TU352.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 37次
引　用: 1次
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内容摘要


随着我国城市化进程的加快,大底盘塔式高层建筑结构大量涌现,临街高层建筑的1～3层一般都设计为大底盘,作为商场、酒店或者办公用房。本文研究的大底盘双塔结构是大底盘塔式结构中最为常见的类型,其大底盘部分为大空间的框架或框架剪力墙结构,而上部为对称或者不对称的双塔,多作为住宅。大底盘塔式结构属于竖向不规则结构,大底盘与上部结构的突然转换,导致其刚度发生突变,成为建筑抗震的薄弱环节,其抗震性能比较差。如何保证该类结构在地震作用下的安全性,成为这类结构抗震设计的关键。隔震技术是20世纪最具代表性的结构抗震技术之一,在国内外的地震中,隔震建筑都表现出了良好的减震效果。模型试验研究结果和已有建筑的震害调查均表明,隔震结构的加速度反应只相当于传统抗震结构加速度反应的1/4～1/8,同时由于采用隔震技术后,上部结构的地震反应显著降低,使上部结构构件的截面、配筋可以有所减少,降低工程的总造价。层间隔震技术是将水平刚度很小的隔震装置设置在上部结构某一层的柱顶或墙顶,形成隔震层,然后依靠隔震层较大的变形和耗能能力,隔离地震波向上部结构的传递,削弱地震作用对上部结构的影响,保证建筑物在地震作用下的安全和使用功能。为解决大底盘双塔结构刚度及质量竖向分布不均匀,地震发生时破坏严重的问题,本文研究将层间隔震技术应用于大底盘双塔结构,以隔离地震波向上部结构的传递,减弱塔楼之间和塔楼对结构的动力影响,保证结构在地震时的可靠性。在文中,首先介绍了隔震技术的基本原理、应用范围、适用条件以及隔震装置的性能及要求,然后建立了大底盘双塔隔震结构的动力学计算公式,最后以一实际工程为研究对象,应用SAP2000有限元分析软件,建立了大底盘双塔结构隔震与非隔震两种结构的有限元分析模型,系统对比分析了按传统抗震方法和按层间隔震理论设计方法设计时结构的动力特性、加速度时程反应、层间相对位移反应和层间剪力的差异,研究了在大底盘双塔结构中采用隔震技术后的减震效果,提出了隔震技术的大底盘双塔结构设计时应考虑的主要问题,给出了相应的设计建议。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 引言  9
  1.2 传统结构抗震的方法及其缺点  9-10
  1.3 隔震技术概述  10-18
    1.3.1 隔震技术原理  10
    1.3.2 隔震技术优点  10-11
    1.3.3 隔震类型  11-17
    1.3.4 隔震技术在国内外应用现状  17-18
  1.4 大底盘双塔结构介绍  18-19
  1.5 本文研究的主要问题  19-21
2 大底盘双塔隔震结构动力分析理论  21-35
  2.1 隔震支座简介  21-26
    2.1.1 隔震支座的类型  21-22
    2.1.2 叠层橡胶支座及铅芯叠层橡胶支座的特性  22-26
  2.2 大底盘双塔隔震结构动力分析模型  26-28
    2.2.1 一般隔震结构动力分析模型  26-27
    2.2.2 大底盘双塔隔震结构动力分析模型  27-28
  2.3 大底盘双塔隔震结构的动力方程  28-31
  2.4 大底盘双塔隔震结构地震反应分析  31-32
  2.5 本章小结  32-35
3 大底盘双塔隔震结构有限元分析模型  35-45
  3.1 计算模型及基本参数  35-39
    3.1.1 模型结构概述  35-36
    3.1.2 隔震支座参数确定  36-37
    3.1.3 钢筋混凝土材料参数确定  37-38
    3.1.4 荷载选取  38-39
  3.2 大底盘双塔隔震结构模型的建立  39-40
  3.3 地震波选取  40-43
    3.3.1 地震波选取原则  40
    3.3.2 地震波的选用  40-41
    3.3.3 地震波的调整  41-43
  3.4 本章小结  43-45
4 大底盘双塔抗震结构和隔震结构地震反应分析  45-71
  4.1 结构的自振特性  45-49
    4.1.1 自振周期  45
    4.1.2 结构振型特性分析  45-49
  4.2 大底盘双塔抗震结构与隔震结构的水平地震反应分析  49-67
    4.2.1 抗震结构和隔震结构加速度反应分析  49-56
    4.2.2 抗震结构和隔震结构位移反应分析  56-64
    4.2.3 抗震结构和隔震结构剪力反应分析  64-67
  4.3 抗震结构与隔震结构的地震反应对比分析  67-69
  4.4 本章小结  69-71
5 结论展望  71-73
  5.1 本文研究的内容与结论  71-72
  5.2 展望与建议  72-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
攻读硕士研究生期间发表论文  77

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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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