超长隔震结构施工力学分析及结构单元优化研究

摘要

实际工程中经常将对非隔震结构因为混凝土收缩以及温差产生非载荷变形所采用的“放”、“抗”和“防”原则应用到隔震结构之中。设置变形缝控制温度作用的构件变形等措施的有效性，尤其是作用于隔震结构使用阶段导致隔震减震效果削弱的可能性有待研究。我国现行的相关规范、规程对于后浇带设置方案并没有明确而统一的理论，故不同后浇带设置方式对隔震结构受力变形的影响显得尤为重要。隔震结构具有隔震层水平刚度小、缺乏抗弯约束能力等特殊的受力性质，当后浇带设置不当时，对于确保隔震结构施工安全性非常不利。本文对不同结构单元的超长隔震结构进行动力时程分析、温度作用下结构静力分析以及施工力学模拟计算，研究了各项地震响应指标、非载荷变形与后浇带设置方案之间的关系。在考虑后浇带影响的基础上，通过阶段施工分析方法对隔震结构施工过程中的受力变形情况进行分析，并与非隔震结构进行了对比，提出了超长隔震结构合理设置后浇带的建议算法。对不同结构单元划分和后浇带设置方案下超长隔震结构非载荷变形程度以及地震响应指标变化规律等作出合理评价，才能解决施工期的潜在危险并制定合理的施工措施。
　　本研究主要内容包括：⑴对不同结构单元划分方案下的超长隔震结构进行动力时程分析，发现大底板多塔楼隔震结构的层间位移、楼层最大绝对加速度以及基底剪力相较整体隔震结构均有不同程度的增加，塔楼部分对水平振动效应的放大作用十分明显，说明相较整体隔震结构，大底板多塔楼隔震结构减震效果有所降低。⑵通过考虑后浇带影响的施工模拟计算发现，后浇带不同设置方案对超长隔震结构受力变形影响较非隔震结构更为明显，设计施工过程中必须分析以确保施工安全进行。超长隔震结构进行施工力学分析时应考虑施工顺序、不同施工阶段控制荷载以及后浇带不同设置方式等因素产生的影响。采用文中施工力学分析模型与方法能够方便、准确地得到更接近隔震工程实际受力状态的分析结果。⑶综合考虑施工期间各种控制影响因素，选择后浇带近侧梁在各楼层对应位置挠度的平均值和温度荷载作用下隔震支座的水平位移作为确定后浇带最合理设置方式的两项指标；给出了超长隔震结构中合理设置后浇带的建议算法与公式。⑷超长隔震结构设计时宜少划分单元，避免使用平面不规则、结构单元划分复杂的大底板多塔楼隔震结构；施工时可以将规范规定的后浇带设置间距按照文中的分析方法适当放宽，通过采取合理设置后浇带的施工措施，即可实现超长隔震结构不设置变形缝的目标和设计选型的优化处理。

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第1章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2研究现状论述

1.3本文研究内容

第2章 有限元仿真模拟与隔震结构施工力学实现

2.1引言

2.2 有限元软件仿真模拟

2.3 施工力学有限元实现

第3章 不同结构单元划分的隔震结构地震响应分析

3.1 引言

3.2工程概况及计算模型

3.3 隔震结构地震响应分析

3.4本章小结

第4章 设后浇带隔震结构施工力学分析与有限元模拟

4.1引言

4.2有限元分析

4.3施工阶段构件变形分析

4.4施工阶段构件受力分析

4.5 本章小结

第5章 超长隔震结构后浇带设置方案优化研究

5.1 引言

5.2 温度应力数值模拟分析

5.3 后浇带对隔震结构的影响分析

5.4 后浇带的最优设置方案研究

5.5本章小结

结论与展望

一、主要结论

二、建议与展望

参考文献

致谢

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