隔震結(jié)構(gòu)的非線性譜及其輸入能量研究.pdf

1、為了減輕或控制結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，使得建筑物在地震作用下產(chǎn)生的位移和變形較小，目前的措施主要是減震隔震，此種方法不需要外部能量的供給，而是通過(guò)隔震層來(lái)阻隔和消耗大量的能量，使輸入到結(jié)構(gòu)上層的能量減小，從而保證結(jié)構(gòu)的安全。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、易于維護(hù)、減震效果令人滿意，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域。
　　自1950年Housner提出能量法以來(lái)，能量法在半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展非常迅速，原因在于能量的傳遞、轉(zhuǎn)化和吸收（耗散）是結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)

2、的基本特征。此外，結(jié)構(gòu)的速度響應(yīng)是結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)與位移響應(yīng)的連接紐帶，即速度與結(jié)構(gòu)的頻率相結(jié)合就可以表示結(jié)構(gòu)的加速度和位移響應(yīng)。能量分析方法能夠較好地研究基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的非線性特性及其強(qiáng)震下的性能，但是結(jié)構(gòu)的能量計(jì)算相對(duì)較復(fù)雜，故本文旨在找到速度和能量的關(guān)系，以期用結(jié)構(gòu)的速度響應(yīng)代替能量響應(yīng)，使在后續(xù)的分析過(guò)程中用簡(jiǎn)單的指標(biāo)來(lái)描述結(jié)構(gòu)的性能。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:
　　(1)本文選取的30條地震記錄均來(lái)自美國(guó)太平洋地震工程

3、研究中心(PEER)強(qiáng)震數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇的原則為:選取的地震記錄矩震級(jí)均大于5.5級(jí)、震源距小于20km、震源機(jī)制為走滑斷層、土層剪切波速為180-360 m/s。
　　(2)由于隔震結(jié)構(gòu)隔震層的存在，本文首先從能量的角度出發(fā)，探討隔震結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型應(yīng)為單自由度體系還是兩自由度體系，分析了參數(shù)不同時(shí)結(jié)構(gòu)的總輸入能的異同，得出了隔震結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為單自由度體系的結(jié)論。
　　(3)利用Matlab編程，采用狀態(tài)空間法，得到結(jié)構(gòu)在彈性狀