復雜隔震結構的分析與軟件實現.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著隔震技術的廣泛應用,建筑功能和造型要求的不斷提高,隔震結構的形式越來越趨于復雜,如結構體型不規(guī)則、大底盤多塔樓、超長結構或隔震層不設置在基礎頂部等,但目前我國的抗震規(guī)范僅針對采用抗震措施的復雜結構體系給出限值,而復雜隔震結構的判定條件尚不明確,復雜隔震結構的減震效果還需要進一步驗證,因此,本文針對工程中常見的幾種復雜隔震體系,如平面不規(guī)則隔震結構、豎向不規(guī)則隔震結構、大底盤多塔樓隔震結構、獨立柱頭隔震結構和超長隔震結構等,進行了以下

2、方面的研究:
   (1)將豎向不規(guī)則的隔震結構簡化為層剪切模型,考慮單向地震作用,進行了結構的彈塑性時程分析。用兩個典型的豎向不規(guī)則隔震結構,分別為質量分布不規(guī)則和剛度分布不規(guī)則隔震結構實例,分析了層質量、層剛度變化對隔震結構的自振周期、基底剪力、層剪力分布模式和減震系數等參數的影響,說明了豎向不規(guī)則隔震結構的薄弱層情況,對豎向不規(guī)則隔震結構的設計及分析提出相關建議。
   (2)將平面不規(guī)則隔震結構簡化為單層,通過理

3、論推導,分析了扭轉反應的影響因素。再假設樓蓋為剛性,將平面不規(guī)則隔震結構簡化為串聯(lián)剛片模型,推導出結構的運動方程并進行時程分析,利用一個典型的扭轉不規(guī)則隔震結構,分析了扭轉不規(guī)則對減震效果的影響,比較了上部結構的剛度偏心、隔震層偏心率和隔震層剛度對結構扭轉效應的影響,給出了扭轉不規(guī)則隔震結構的判定條件。
   (3)將大底盤多塔樓隔震結構簡化為串并聯(lián)剛片模型,對結構進行了平扭擺耦聯(lián)振動分析,通過振型分析發(fā)現,具有對稱雙塔的大底盤

4、多塔樓隔震結構,由于結構對稱,可將模型簡化為直接簡化為單塔結構分析即可,接著針對不對稱大底盤多塔樓隔震結構,分別進行了豎向地震作用下、雙向水平地震作用下和三向地震作用下的振動分析,利用一個典型的大底盤多塔樓隔震結構實例,分析了底盤高度,塔樓質量分布,塔樓剛度分布對隔震效果和隔震支座受力的影響,給出了大底盤多塔樓隔震結構的設計建議。
   (4)針對獨立柱頭隔震結構,考慮隔震支座水平位移產生的P-△效應,分別對獨立柱與支座的局部體

5、系和整個隔震體系進行穩(wěn)定性分析。對獨立柱與隔震支座的局部體系建立平衡方程,推導出靜載下支座水平位移與水平荷載之間的關系,并建立對獨立柱與隔震支座串聯(lián)體系的失穩(wěn)條件,得到給定體系、給定豎向力作用下的極限水平荷載。同時,對獨立柱頭隔震結構進行了整體動力穩(wěn)定性分析,建立結構失穩(wěn)準則,并利用一個典型的帶地下室的隔震結構實例,討論了地震作用、上部結構的豎向荷載和地下室柱剛度對結構穩(wěn)定性的影響。
   (5)針對超長隔震結構在溫度和收縮效應

6、下的變形問題,本文實際測試了一個94.2m的隔震結構在溫度和收縮作用下隔震支座的變形,發(fā)現該工程在施工期間,端支座變形過大。利用理論計算,討論了上部結構為鋼筋混凝土框架的隔震結構在溫度和收縮作用下的內力和變形,得到了隔震支座、上部結構內力和變形的基本規(guī)律。將建筑物按熱工設計區(qū)域分類,給出不同地區(qū)的混凝土隔震結構的伸縮縫間距,并按照建筑物使用時的采暖情況,給出了施工期間隔震結構的后澆帶間距,用于指導超長隔震結構的設計及施工。
  

7、 (6)在汶川地震后,對幾個已建隔震工程進行調查,觀察了建筑物各部位的裂縫及破壞情況,并與附近不隔震結構的破壞情況進行對比。再對一個實際復雜隔震工程進行全壽命費用分析,并與不隔震時該結構的全壽命費用進行對比,由此評估了復雜隔震結構的抗震性能。最后,討論了不同結構功能、不同使用年限對復雜隔震結構的全壽命費用影響,為復雜隔震結構的工程決策提供了一定的參考。
   (7)由于Matlab程序不能脫離Matlab環(huán)境單獨運行,采用Mat

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