满足多重抗震性能目标的摩擦基础隔震系统研究

摘要

近年来，建筑隔震技术发展迅速，多种新型隔震支座被开发出来，其中三重摩擦摆隔震支座以其优秀的自适应能力及较强的消能机制吸引了更多研究者的注意。在不同的地震激励下，该隔震支座表现出不同的滑动组合，形成不同的支座刚度，该种支座能够满足不同设防水准的地震输入下结构多重抗震性能目标要求，是一个极具广阔应用前景的隔震支座。
　　本文探讨了三重摩擦摆隔震支座的力学模型，得出在不同运动阶段下的力—位移关系曲线，该支座的滞回曲线有五个阶段，在不同的地震激励下，支座表现出不相应的水平刚度，从而实现满足多重抗震目标。
　　然后根据资料设计出隔震支座，利用ANSYS有限元分析软件对该支座进行模拟分析，输入模拟地震作用的位移谐波，得到支座结构的应力云图，由云图可知在支座滑动过程中滑面接触部分的中部是应力最大的地方，在支座达到极限位移时，上下挡环挤压面处应力集中，寻找到支座在运动过程中最危险的部位，为支座的工程应用提供理论依据。
　　本文还将支座运用到框架结构中，用SAP2000软件模拟地震时程分析，对比隔震结构和非隔震结构楼层的层加速度、层间剪力及层位移，验证了隔震支座的优良的隔震效果。本文最后计算出三重摩擦摆隔震框架结构和普通结构的IDA曲线，并对两种结构的易损性进行对比分析，得出隔震支座在小震、中震、大震都有很好的隔震效果，同时验证了该支座能够满足结构的多重抗震性能目标。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1. 绪论

1.1 课题背景

1.2 隔震技术介绍

1.3 课题研究意义

1.4 摩擦基础隔震系统的研究现状

1.5 本文的主要研究内容

2 三重摩擦摆隔震系统的基本理论

2.1 三重摩擦摆隔震支座的设计原理

2.2 三重摩擦隔震支座本构关系

2.3 本章小结

3 三重摩擦摆隔震支座的有限元模拟分析

3.1 有限元法简介

3.2 三重摩擦摆隔震支座有限元建模

3.3 有限元结果分析

3.4 本章小结

4 三重摩擦摆隔震结构的地震响应分析

4.1 有限元分析软件SAP2000简介

4.2 SAP2000中摩擦摆隔震单元模型

4.3 结构时程分析的基本理论

4.4 三重摩擦摆隔震支座在SAP2000中的建模

4.5 工程概况及有限元模型建立

4.6 本章小结

5 三重摩擦摆隔震框架结构易损性分析

5.1 地震易损性分析基本理论

5.2 IDA方法的基本原理

5.3 结构地震易损性的基本原理

5.4 框架结构损伤指标的确定

5.5 框架结构极限状态定义

5.6 地震波的选取

5.7 OpenSees软件介绍

5.8 算例

5.9 本章小结

6. 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录