探讨减震层间隔震加消能减震框架结构抗震性能

论文导读：
摘要：相对于传统的抗震技术而言,隔震和消能减震技术都是新型的结构减震技术。隔震结构是通过在建筑物上部结构的楼层之间或在上部结构与基础之间设置隔震层,来延长建筑物的自振周期,使得传递给隔震层以上结构的地震作用大大减小。隔震结构根据隔震装置所布置的位置不同,可分为基础隔震和层间隔震。消能减震技术是指在结构中把结构的非承重构件设置为消能构件(如阻尼器装置),通过设置的这些消能构件所产生的变形来消耗地震作用输入到结构中的能量,以减轻结构在风和地震作用下的反应。该技术因其各自独特的优点,施工简便,造价不高,在旧有结构的加固、加层以及近海建筑或其他重要的建筑具有很好的运用价值,且日益受到工程探讨及设计大员的关注。本论文的探讨工作,着重于层间隔震加消能减震这种混合方式在大底盘单塔框架结构中的隔震减震效果,并对其经济可行性也作了简单的浅析。本论文首先阐述了隔震支座和粘滞阻尼器的力学性能,介绍了层间隔震技术和消能减震技术的原理,分别建立结构浅析模型和动力平衡方程,并推导了平衡方程的求解策略。然后以一栋10层的大底盘单塔结构为例,采取大型有限元浅析软件SAP2000分别对其建立抗震结构、层间隔震结构和层间隔震加消能减震结构三种模型。通过在多遇、罕遇地震作用下结构的动力时程浅析,得出三种模型结构的楼层相对加速度、楼层剪力和层间位移响应,并对结果进行比较浅析,以而得到层间隔震结构和混合减震结构的地震响应的变化规律以及其减震效果。最后对隔震减震结构进行了简单的经济可行性的浅析。探讨结果表明：在水平地震作用下,层间隔震结构通过隔震层充分发挥其大变形的性能来消耗掉大部分的地震能量,使得隔震层以上结构的地震反应显著减轻,具有很好的隔震效果,但增加了隔震层以下结构的楼层加速度,而在这下部结构中合理添置粘滞阻尼消能支撑的混合减震结构恰能弥补这一不足,具有优越的减震效果。对于建造于高烈度地震区较高的钢筋混凝土框架结构,采取隔震技术后可降低造价的1%-5%,采取混合减震技术后造价有所增加,可制约在5%以内,若考虑大震过后结构的震后损失及维修费用,其经济效益相当可观。关键词：层间隔震论文消能减震论文框架结构论文时程浅析论文
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Abstract6-7
目录7-9
Contents9-10
插图清单10-12
表格清单12-13
第一章 绪论13-23

1.1 引言13-14

1.2 工程结构抗震设计思想的演化与进展14-16

1.2.1 传统的抗震设计思想和策略14-15

1.2.2 工程结构减震制约技术15-16

1.3 隔震技术概况16-19

1.3.1 隔震技术的概念16

1.3.2 基础隔震的进展概况16-18

1.3.3 层间隔震的探讨近况18-19

1.4 消能减震技术概况19-20

1.4.1 消能减震技术的概念19

1.4.2 消能减震技术的进展历程19-20

1.5 本论文探讨的作用、主要内容和策略20-23

1.5.1 本论文探讨的作用20-21

1.5.2 本论文探讨的主要内容21-22

1.5.3 本论文探讨的策略22-23

第二章 层间隔震结构系统的论述浅析23-39

2.1 隔震支座的力学性能浅析23-33

2.

1.1 隔震支座的分类23-24

2.

1.2 叠成橡胶隔震支座的的基本构造24-25

2.

1.3 叠层橡胶支座模型的论述化25-31

2.

1.4 隔震支座的恢复力曲线模型31-32

2.

1.5 隔震支座在SAP2000中的数值模型32-33

2.2 层间隔震结构动力方程的建立33-36

2.1 层间隔震结构动力浅析模型34

2.2 浅析模型的简化34-35

2.3 结构动力方程的建立35-36

2.3 层间隔震结构动力方程的求解36-38

2.3.1 运动方程的时程浅析法求解36-38

2.3.2 动力时程浅析有关规范规定38

2.4 本章小结38-39

第三章 结构消能减震的原理及动力方程的建立39-53

3.1 结构消能减震的原理与其装置的分类39-40

3.

1.1 结构消能减震的原理39

3.

1.2 结构消能减震装置的分类39-40

3.2 粘滞阻尼器的性能及力学模型40-46
3.2.1论文导读：模型概述534.2模型的参数设置53-574.2.1钢筋混凝土材料参数53-544.2.2隔震支座参数54-564.2.3消能支撑参数56-574.2.4荷载574.3结构模型的建立57-624.4结构的模态浅析62-654.4.1结构的自振周期比较浅析62-634.4.2结构前三阶振型图比较浅析63-654.5地震波的选取与调整65-704.

5.1地震波的选取65-694.2地震波的调

粘滞阻尼器的类型及性能40-43
3.

2.2 粘滞阻尼器的等效线性化43-44

3.

2.3 粘滞阻尼器的力学模型44-45

3.

2.4 粘滞阻尼器在SAP2000中的数值模型45-46

3.3 消能减震结构动力方程的建立与求解46-52

3.1 消能减震结构的浅析模型46

3.2 消能减震结构动力方程的建立46-47

3.3 求解策略—快速非线性浅析(FNA)策略47-52

3.4 本章小结52-53

第四章 层间隔震加消能减震结构的数值模拟浅析53-85

4.1 计算模型概述53

4.2 模型的参数设置53-57

4.

2.1 钢筋混凝土材料参数53-54

4.

2.2 隔震支座参数54-56

4.

2.3 消能支撑参数56-57

4.

2.4 荷载57

4.3 结构模型的建立57-62

4.4 结构的模态浅析62-65

4.1 结构的自振周期比较浅析62-63

4.2 结构前三阶振型图比较浅析63-65

4.5 地震波的选取与调整65-70

4.5.1 地震波的选取65-69

4.5.2 地震波的调整69-70

4.6 结构的动力时程浅析70-83

4.6.1 不同地震波作用下结构的楼层加速度反应比较70-76

4.6.2 不同地震波作用下结构的楼层剪力反应比较76-80

4.6.3 不同地震波作用下结构的层间位移反应比较80-83

4.7 本章小结83-85

第五章 隔震减震结构的经济性浅析85-91

5.1 结构直接建设费用的比较85-87

5.2 结构减少损失的费用比较87-90

5.3 本章小结90-91

第六章 结论与展望91-93

6.1 结论91-92

6.2 展望92-93

参考文献93-97
致谢97-99
作者介绍及读研期间主要探讨成果99