抗拔型三重摩擦摆支座在张弦梁结构中的应用研究

摘要

地震作为一种自然灾害，在人类发展的历史上给人类带来了一次又一次巨大的生命危害，使人类为此付出惨痛的代价，但是至今人类依然无法有效的预防或避免地震的发生。基于传统的建筑抗震设计方法下所设计的建筑，仍然有许多建筑无法经受住大地震的考验，而发生破坏，使得国家和人民蒙受巨大的损失，那些在大地震未发生倒塌的建筑有很多由于结构损坏严重，成为“站立着的废墟”；传统的延性设计方法就是靠结构的损坏来吸收地震作用的能量，因此“延性就是损坏”，当地震过后，医院、指挥中心、交通枢纽的瘫痪将会造成更大的灾难。
　　隔震技术可以很好的改变这样的近况，它与传统抗震方法的思路不同，是通过在建筑物的上部结构与基础之间设置由隔震支座组成的隔震层，从而将建筑物的基础同上部结构隔离开来，以此将结构的自振周期延长，有效的避开场地的地震动卓越周期，以此减小上部结构的地震响应。但是传统的隔震支座如铅芯橡胶支座，由于自身不具备抗拔能力，因此限制了隔震技术应用在大跨空间结构中。
　　为了更好的研究抗拔型三重摩擦摆隔震支座，首先对结构较为简单的摩擦摆隔震支座进行理论推导与数值模拟，并针对摩擦摆隔震支座进行了实验研究，探究其滞回性能以及摩擦材料的摩擦系数影响因素，之后又对摩擦复摆隔震支座、三重摩擦摆隔震支座进行了理论推导与数值模拟，在此基础之上基于力学平衡原理完成了抗拔型三重摩擦摆隔震支座的理论推导，并且基于通用有限元软件ABAQUS建立了各隔震支座的精细化有限元模型，探究其滞回特性，最后将抗拔型三重摩擦摆隔震支座应用于张弦梁结构中，研究其隔震性能。结果表明：使用隔震支座有效的延长了张弦梁结构的基本周期，由于抗拔型三重摩擦摆隔震支座抗拔弹簧的设置，对隔震层的刚度有所贡献，因此比相同尺寸的传统三重摩擦摆隔震支座工况下隔震周期略小，但仍然具有很好的隔震效果；通过设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座，张弦梁结构各杆件轴力峰值均有所下降，上弦杆减震系数由张弦梁结构边缘向结构中心呈先增大后减小的规律；而下弦杆减震系数越靠近结构中心越大；竖腹杆减震系数越靠近结构中心越小；由于设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座，使得柱脚反力有所减小，对支撑柱能够起到一定的保护作用。
　　通过文中所采取研究方式所得到的分析结果能够为抗拔型三重摩擦摆隔震支座的进一步探究以及应用于工程实践提供一定的依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3课题的研究目的及意义

1.4本文研究内容

第2章 摩擦摆隔震支座理论分析与数值模拟及性能试验

2.1摩擦摆隔震支座基本原理

2.2摩擦摆隔震支座数值模拟

2.3摩擦摆隔震支座性能试验

2.4本章小结

第3章 摩擦复摆支座与三重摩擦摆隔震支座的理论分析及数值模拟

3.1摩擦复摆隔震支座的理论分析与数值模拟

3.2三重摩擦摆隔震支座的理论分析与数值模拟

3.3本章小结

第4章 抗拔型三重摩擦摆隔震支座理论分析及数值模拟研究

4.1引言

4.2抗拔型三重摩擦摆隔震支座的设计原理及构造形式

4.3抗拔型三重摩擦摆隔震支座的力-位移关系

4.4抗拔型三重摩擦摆的数值模拟

4.5本章小结

第5章 抗拔型三重摩擦摆隔震支座在张弦梁结构中的应用

5.1引言

5.2抗拔型三重摩擦摆隔震支座在SAP2000中的模拟

5.3张弦梁结构有限元模型的建立

5.4结构模态分析

5.5结构地震响应分析

5.6支撑柱高度对隔震效果的影响分析

5.7本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）