強(qiáng)震下120米跨五心圓空間鋼管拱桁架失效機(jī)理及采用隔震支座后減震效應(yīng)分析.pdf

1、近年來，隨著我國工程科學(xué)與技術(shù)水平飛速發(fā)展，大型、復(fù)雜工程建設(shè)項(xiàng)目大量興建，建筑高度越來越高、跨度越來越大、結(jié)構(gòu)體系越來越復(fù)雜，采用工程技術(shù)措施提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，已成為目前減輕災(zāi)害損失最為有效的途徑。但目前大跨度空間結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)還不成熟，有待于進(jìn)一步的研究，基于此，本文主要對采用夾層橡膠支座的120米跨五心圓空間鋼管拱桁架研究分析，對比地震作用下采用隔震技術(shù)和非隔震技術(shù)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，研究其失效機(jī)理和減震效果，并對鋼管拱桁

2、架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震設(shè)計與分析提出一些建議。
　　 本文借鑒橡膠支座隔震技術(shù)在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，對其在鋼管拱桁架中的應(yīng)用進(jìn)行研究，本文主要分析了以下內(nèi)容：
　　 (1)描述地震給人類生存帶來的威脅和基礎(chǔ)隔震的重大意義，分析國內(nèi)外隔震技術(shù)的研究現(xiàn)狀，根據(jù)基礎(chǔ)隔震存在的問題及其未來的發(fā)展方向確定本文的主要研究內(nèi)容；根據(jù)基礎(chǔ)隔震的基本原理，闡述鉛芯橡膠支座的基本力學(xué)性能，為第四章隔震結(jié)構(gòu)動力分析提供理論基礎(chǔ)。
　　 (2)

3、應(yīng)用結(jié)構(gòu)分析軟件SAP2000，對120米跨五心圓空間鋼管拱桁架進(jìn)行設(shè)計，得出結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性、應(yīng)力狀態(tài)及位移特征。
　　 (3)采用塑性鉸理論，對比非隔震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)在Hollywood波、Lakewood波和人工波沿X向作用時結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和失效機(jī)理，分析采用隔震支座后拱桁架的減震效果。
　　 (4)對比非隔震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)在地震作用(8度中震、8度大震和9度大震)下節(jié)點(diǎn)位移、桿件內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)加速度的響應(yīng)規(guī)律，分析在強(qiáng)

4、震作用下隔震支座對拱桁架結(jié)構(gòu)的減震效果，及其破壞形態(tài)和失效機(jī)理。
　　 通過對結(jié)構(gòu)的對比分析可以得出以下結(jié)論：
　　 (1)從模態(tài)分析可知，采用隔震技術(shù)后，結(jié)構(gòu)自振周期得到延長，避免了結(jié)構(gòu)共振的發(fā)生，使得結(jié)構(gòu)所受地震作用力有效降低，從而減小甚至可以避免強(qiáng)震作用給人類帶來的破壞。
　　 (2)從原結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理分析可知，原結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)失效機(jī)理基本相同，都屬于動力失穩(wěn)破壞，但是隔震結(jié)構(gòu)提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力

5、，當(dāng)三種地震波分別沿X向作用時，與原結(jié)構(gòu)的破壞界限加速度峰值相比，隔震結(jié)構(gòu)最小可提高128.6％，最高可達(dá)到218.8％，延緩了結(jié)構(gòu)的倒塌。
　　 (3)在8度中震、8度大震和9度大震作用下，隔震結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)相對位移、桿件軸力、節(jié)點(diǎn)加速度都比原結(jié)構(gòu)有明顯的減小，特別是在9度大震作用下，原結(jié)構(gòu)幾乎喪失承載能力，隨著較小的加速度峰值增量節(jié)點(diǎn)相對位移、桿件軸力、節(jié)點(diǎn)加速度均有大的增量，而隔震結(jié)構(gòu)各性能響應(yīng)均較小，說明隔震結(jié)構(gòu)大大降低了結(jié)