上部设置消能器的高层框架基础隔震结构抗震性能分析

摘要

基础隔震技术和消能减震技术是新型的被动控制技术。基础隔震建筑是在基础与上部结构之间设置隔震支座，由于隔震支座的水平刚度相对结构构件很小，因此可以将位移主要集中在隔震层；消能减震是在上部结构设置阻尼器或耗能支撑以吸收能量，减小上部结构的地震反应。当建筑的高度较大、刚度较小时即使采用基础隔震技术，上部结构的地震反应依然较大，这时就可以考虑在上部结构设置消能器以进一步降低地震反应。
　　首先，基于通用有限元软件 SAP2000 通过一个简单的模型对快速非线性分析(FNA)方法、Hiber-Hughes-Taylorα法、Newmark-β法和Wilson-θ法的求解速度和分析结果进行对比。其次，建立了12层框架基础隔震结构的三维有限元模型，选取了两条天然地震波和一条人工地震波，并分别对模型的大高宽比方向和竖向进行输入，研究在水平地震和竖向地震下消能器的最佳布置，并采用消能器最佳布置的模型与仅基础隔震模型和无控结构模型进行对比分析，研究设置消能器后基础隔震结构的减震效果和罕遇地震下防止整体倾覆的能力。
　　研究结果验证了FNA法具有分析速度快、分析结果精确的特点。得出了在高层框架基础隔震建筑的底部1/4范围设置消能器就可以达到很好的水平减震效果，在底部1/3范围设置消能器对竖向地震就能达到很好的减震效果的结论。设置消能器的高层框架基础隔震建筑在罕遇地震作用下有良好的水平和竖向减震效果及抗整体倾覆的能力。

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第1章 绪 论

1.1 前言

1.2 隔震技术的科学意义与应用前景

1.3 国内外研究现状

1.4 高层基础隔震体系存在的问题

1.5 本文的主要研究内容及组织安排

第2章 基础理论与分析软件简介

2.1 理论推导

2.2 附加阻尼的计算

2.3 SAP2000分析软件简介

2.4 本章小结

第3章 动力方程的求解方法

3.1 非线性时程分析方法

3.2 本章小结

第4章 地震响应分析

4.1 分析模型

4.2 地震波的选择

4.3 消能器布置的方案优选

4.4 模态分析

4.5 水平地震计算结果分析

4.6 竖向地震计算结果分析

4.7 罕遇地震下的倾覆分析

4.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢