并联组合基础隔震反应分析

论文摘要

在汶川震后重建中,隔震技术运用较多;隔震装置主要有:滑板支座、叠层橡胶支座和阻尼器;把各种不同的隔震装置有效的组合在一起,可发挥各自的优点,起到良好的隔震效果。目前,组合隔震技术虽然应用越来越广,但其理论的研究还不是很多。本文主要研究了并联组合隔震结构的地震反应,隔震层由铅芯橡胶支座（LRB）与摩擦滑板支座并联组合而成。在SAP2000中利用连接单元“Rubber Isolator”和“Friction Isolator”分别模拟铅芯橡胶支座和摩擦滑板支座,建立了6层框架结构的隔震模型,通过对比组合隔震与相应抗震的地震反应,得出了采用组合隔震技术以后,可以有效的降低上部结构的地震反应,隔震效果明显;并且,当上部结构存在偏心时,采用组合隔震技术也可以大大的降低上部结构的扭转反应。在组合隔震结构中,两种隔震支座设置的不同,则组合隔震的效果也会不一样;总的来说,影响组合隔震效果的因素主要有:摩擦滑板支座摩擦系数的选取,铅芯橡胶支座设置的数量以及型号（等效刚度）;本文研究时,摩擦滑板支座的摩擦系数取值范围为0.02～0.22,铅芯橡胶支座的型号分别为GZY200-40、GZY400-80、GZY600-120。通过对隔震结构自振周期、隔震层位移、层间扭矩峰值等的研究,得出:组合隔震结构的自振周期随着摩擦滑板支座摩擦系数的增大而加大,铅芯橡胶支座的设置可以降低隔震层的最大位移反应,并且,在地震作用下,铅芯橡胶支座也发挥了自身的耗能特性;在组合隔震中,铅芯橡胶支座设置的较少时,隔震效果主要由摩擦滑板支座的摩擦系数决定,在不规则的结构中,铅芯橡胶支座设置的数量多,上部结构的扭转反应就强烈。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 扭转震害
• 1.3 结构扭转的研究
• 1.3.1 传统抗震结构的扭转研究
• 1.3.2 基础隔震结构的扭转分析
• 1.4 并联隔震体系简介
• 1.5 本文的主要工作
• 2 隔震体系概述
• 2.1 隔震系统组成
• 2.2 隔震基本原理
• 2.3 隔震结构与传统抗震结构的比较
• 2.4 隔震装置的基本特性
• 2.5 隔震技术的分类与隔震装置的比较
• 2.5.1 隔震技术的分类
• 2.5.2 隔震装置的比较
• 3 基础隔震结构动力反应分析
• 3.1 多质点层间剪切隔震体系的理论分析
• 3.1.1 多质点层间剪切动力分析模型
• 3.1.2 动力方程中刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵的确定
• 3.1.3 多质点层间剪切模型动力反应分析
• 3.2 多质点平-扭耦联隔震体系的理论分析
• 3.2.1 平-扭耦联体系分析模型
• 3.2.2 平-扭耦联体系振动方程
• 3.3 多质点并联隔震体系的理论分析
• 3.3.1 多质点并联隔震体系分析模型
• 3.3.2 多质点并联隔震体系振动方程
• 3.4 SAP2000 三维空间模型的动力分析
• 3.4.1 隔震支座的模拟
• 3.4.2 快速非线性模态时程分析方法（FNA）
• 3.4.3 FNA 法总结与应用
• 3.5 地震波的选取
• 3.5.1 选取地震波的重要性
• 3.5.2 地震波的选取
• 3.5.3 地震波的调整
• 4 组合基础隔震性能分析
• 4.1 在SAP2000 中隔震支座参数的设置
• 4.1.1 铅芯橡胶支座参数设置
• 4.1.2 摩擦滑板支座参数设置
• 4.2 模型的建立与地震波输入
• 4.2.1 模型概况
• 4.2.2 地震波的选取与输入
• 4.3 计算结果
• 4.3.1 结构动力特性
• 4.3.2 结构层间剪力
• 4.3.3 结构层间位移
• 4.3.4 结构绝对加速度的比较
• 4.3.5 隔震结构的能量分析
• 4.3.6 分析结论
• 5 偏心结构地震反应分析
• 5.1 引言
• 5.2 组合隔震与抗震结构的地震反应
• 5.2.1 模型概况
• 5.2.2 隔震效果分析
• 5.3 隔震结构地震反应分析
• 5.3.1 结构绝对加速度
• 5.3.2 隔震层位移
• 5.3.3 层间扭矩峰值
• 5.3.4 扭转变形比
• 5.3.5 隔震结构的能量分析
• 5.3.6 分析小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本文研究成果
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 铅芯橡胶支座力学性能指标
• B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录