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滑移隔震结构能量传递的数值分析

作　者: 孙敏
导　师: 李大望
学　校: 郑州大学
专　业: 结构工程
关键词: 滑移隔震 Simulink 能量分析
分类号: TU352.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 112次
引　用: 4次
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内容摘要

本文基于Simulink/Matlab对平面滑移隔震结构地震作用能量的传输与耗散规律进行了研究,主要工作和成果如下: 1 基于平面滑移隔震结构的相对和绝对能量平衡方程,相应地建立了计算能量的Simulink模型和Matlab计算程序,同时对建立模型时所需注意的几个问题进行了说明。 2 对简谐激励作用下的平面滑移隔震结构进行了研究,讨论了结构的设计参数和作用参数对隔震层起滑时刻的影响,分析了相对输入能量和绝对输入能量韵差异性,最后基于能量的概念讨论了隔震层设计参数对隔震效果的影响,研究显示:摩擦系数和作用激励对隔震层起滑时刻影响显著,对绝对输入能量和相对输入能量的差异性影响也非常大,但随着地震作用持时的延长,两种能量的差异会越来越小;隔震层的质量和刚度对隔震率的影响较为明显,且其影响规律也较为复杂。 3 对平面滑移隔震结构在地震作用下的结构特性进行了分析,对上部结构和隔震层处的阻尼耗能特点进行了研究,讨论了不同摩擦系数水平下系统的能量指标体系的变化规律,并对滑移隔震结构的能量谱进行了相关的研究,研究表明:上部结构的阻尼耗能与其自振周期有关,隔震层处的阻尼耗能较小,可以互略不计;地震作用最强时滑移隔震结构的响应未必会最大,且摩擦系数较大时系统的摩擦耗能未必会最多;隔震层与上部结构的质量比和上部结构的自振周期对系统输入能量的影响都比较大。

全文目录

第1章绪论  8-12
  1．1 滑移隔震结构系统的能量分析  8
  1．2 本文研究的主要内容及成果  8-12
    1．2．1 本文研究的主要内容  8-9
    1．2．2 本文研究的主要成果  9-12
第2章滑移隔震结构基于能量的振动分析与评估及其实现  12-32
  2．1 结构分析模型和振动微分方程  12-14
    2．1．1 结构分析模型和振动微分方程  12-14
    2．1．2 结构体系的运动状态及状态转换条件  14
  2．2 滑移隔震系统振动的能量平衡方程  14-17
  2．3 滑移隔震结构振动能量分析指标  17-20
    2．3．1 相对能量指标  18-19
    2．3．2 绝对能量指标  19-20
  2．4 能量分析的 Simulink/ Matlab实现  20-31
    2．4．1 能量分析的simulink/ Matlab实现  20-30
    2．4．2 计算中值得注意的几个问题  30-31
  2．5 本章小结  31-32
第3章简谐激励作用下滑移隔震系统的能量分析  32-47
  3．1 引言  32
  3．2 起滑时刻影响因素分析  32-34
    3．2．1 结构设计参数对起滑时刻的影响  33-34
    3．2．2 作用参数对起滑时刻的影响  34
  3．3 绝对输入能量与相对输入能量的差异性分析  34-39
    3．3．1 不同摩擦系数取值下的计算结果与分析  35-37
    3．3．2 不同输入激励取值下的计算结果与分析  37-39
  3．4 基于能量法的隔震效果的研究  39-45
    3．4．1 有关定义及例证综述  39-40
    3．4．2 结构设计参数对隔震效果的影响  40-45
  3．5 本章小结  45-47
第4章地震作用下滑移隔震系统的能量分析  47-64
  4．1 引言  47
  4．2 阻尼耗能研究  47-52
    4．2．1 上部结构阻尼耗能  48-50
    4．2．2 隔震层阻尼耗能  50-52
  4．3 地震作用下持时对输入能量平均功率指标的影响  52-55
    4．3．1 初始时刻为定值、终止时刻为变值时持时的影响  52-54
    4．3．2 初始时刻为变值、终止时刻也为变值时持时的影响  54-55
  4．4 能量变化率指标的规律性研究  55-60
    4．4．1 输入能量变化率指标的变化规律  55-57
    4．4．2 上部结构可恢复能变化率指标的变化规律  57-59
    4．4．3 摩擦耗能变化率指标的变化规律  59-60
  4．5 滑移隔震结构的能量谱研究  60-62
  4．6 本章小结  62-64
参考文献  64-67
致谢  67

滑移隔震结构能量传递的数值分析

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