结构存在竖向刚度突变时隔震方案的减震效应动力分析

论文摘要

基础隔震就是在建筑物的基础顶部和上部结构之间设置隔震装置,从而达到隔震减震的目的。随着基础隔震在工程实践中的研究不断深入和发展,在其基础上,又发展出了层间隔震,即在建筑的楼层之间设置隔震装置,从而达到隔震减震的目的。根据隔震装置在建筑中的位置不同,层间隔震又可分为中间层隔震和顶层隔震。本文的研究重点是,当隔震支座设置在顶层楼板下面时,隔震结构的地震反应以及隔震减震效果。本文将对隔震支座的各种性能,以及隔震支座的选取进行阐述,建立顶层隔震结构的有限元计算模型,推导结构的动力平衡方程。并以一个共22层,底部4层为框架结构、上部是剪力墙结构这样一个竖向刚度变化比较大的结构为例,利用ANSYS软件对传统抗震结构和顶层隔震结构进行弹性和弹塑性的地震时程反应分析,根据时程分析的统计结果进一步计算出顶层隔震结构的各楼层相对位移和加速度。本文将对一般的抗震结构和顶层隔震结构的地震响应进行比较分析。研究表明,顶层隔震结构的减震效果比较明显,通过隔震层的细化研究设计,可以达到比抗震结构更为理想的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 结构抗震的发展历程
• 1.3 隔震技术的研究现状
• 1.3.1 隔震理论
• 1.3.2 TMD 的减震机理
• 1.3.3 类似TMD 减震效应的工程应用
• 1.3.4 隔震结构的有效性
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 隔震装置
• 2.1 隔震装置的基本性能的概述
• 2.2 隔震支座的基本性能
• 2.3 阻尼器的基本性能
• 2.4 铅芯叠层橡胶支座
• 2.4.1 铅芯橡胶支座的构成
• 2.4.2 铅芯橡胶支座的力学性能和力学模型
• 2.4.3 铅芯橡胶支座的ANSYS 的数值模拟
• 第三章 竖向刚度突变结构的隔震方案的动力分析
• 3.1 顶层隔震结构的动力方程的建立
• 3.2 顶层隔震结构的模态分析
• 3.3 顶层隔震结构的时程分析
• 第四章 竖向刚度突变结构隔震方案的数值模拟及分析
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 结构方案布置
• 4.1.2 隔震层参数
• 4.1.3 钢筋混凝土材料参数
• 4.1.4 荷载及场地条件
• 4.1.5 ANSYS 有限元模型
• 4.2 模态分析
• 4.2.1 自振频率对比分析
• 4.2.2 模态参与系数对比分析
• 4.2.3 单向激励的振型分析
• 4.3 动力时程分析
• 4.3.1 地震波的选取
• 4.3.2 时程响应结果
• 4.3.3 动力时程分析小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 有待进一步解决的问题
• 参考文献