一种新型钢筋隔震器的研究

论文摘要

地震是一种严重的自然灾害,威胁到人类社会的生产生活。地震的研究关系到人民的生命、财产安全。传统的抗震方法通过增强结构本身的抗震性能(承载力、刚度、延性)来抵抗地震作用,即由结构本身储存和消耗地震能量,是一种被动消极的、以“抗”为主的抗震对策。随着社会的进步,传统的抗震方法已经不能完全满足现代人们的需要,这就使得隔震方法越来越成为关注的重点。从目前的理论和实践效果来看,采用叠层橡胶隔震是一种较为成熟的方法,但它在工程应用中仍然存在着很多问题。针对现有隔震技术的一些不足,本文提出了一种新型的钢筋隔震器。本文主要通过理论分析来验证这种装置的可行性。本文首先介绍了基础隔震的基本原理及其优越性,然后提出了一种钢筋隔震器,介绍了这种隔震器的结构形式,同时对其中构件参数的选取进行了讨论。其次,本文在利用工程设计软件PKPM试算的基础上,提出了采用有限元软件ANSYS模拟钢筋隔震层的方法,通过建立三维框架基础隔震结构模型,进行动力分析,研究其地震反应特点和规律,得出了传统抗震结构与采用该隔震器的隔震结构在地震作用下的对比,从理论上探讨了这种钢筋隔震器的可行性。此外,本文还对同时考虑钢筋的弯曲变形和剪切应变时这种隔震器的稳定性进行了初步的理论分析,并且对这种隔震器的水平位移进行了理论验算,以利于今后对这种新型隔震器进行更深入的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的研究背景
• 1.2.1 结构减震控制概述
• 1.2.2 结构隔震技术概述
• 1.2.3 国内外隔震技术的发展概况
• 1.3 问题的提出
• 第2章 隔震装置的研制
• 2.1 基础隔震的基本原理
• 2.1.1 基础隔震基本原理
• 2.1.2 隔震体系结构的相对优越性
• 2.2 新型钢筋隔震器的提出
• 2.2.1 隔震结构的基本要求
• 2.2.2 新型隔震器的模型介绍
• 2.2.3 新型钢筋隔震器的主要优点
• 第3章 结构计算模型介绍
• 3.1 动力计算模型
• 3.2 有限元分析理论
• 3.2.1 刚度矩阵
• 3.2.2 质量矩阵
• 3.2.3 阻尼矩阵
• 3.2.4 有限元法中的动力方程
• 3.3 ANSYS 软件介绍及模型选取
• 3.3.1 ANSYS 在土木工程中的应用
• 3.3.2 如何利用ANSYS 分析框架地震反应
• 3.3.3 单元模型的选取
• 3.4 建立结构隔震体系的有限元计算模型
• 3.4.1 上部结构的计算模型及计算参数
• 3.4.2 钢筋隔震器分析模型及计算参数
• 第4章 结构模型分析
• 4.1 非隔震结构及隔震结构模态分析
• 4.2 非隔震结构及隔震结构的地震反应分析
• 4.2.1 隔震前后的加速度反应特点
• 4.2.2 隔震前后的层剪力反应特点
• 4.2.3 隔震前后的层位移分析
• 第5章 隔震器稳定性和水平位移验算
• 5.1 稳定性分析
• 5.1.1 理论分析
• 5.1.2 模型的稳定性验算
• 5.2 水平位移验算
• 结论
• 1. 结论
• 2. 展望
• 参考文献
• 致谢