具有悬吊质量结构体系多维地震模拟振动台试验研究

摘要

具有悬吊质量结构体系是工程应用中常见的结构形式。此类结构体系中的悬吊质量在实际工程中的用途主要有三个：一是作为悬挂结构的建筑形式，如香港汇丰银行大厦等；二是作为悬吊质量摆以达到调整结构频率起到减震抗风的目的，如台北101大楼等；三是实际结构中工艺上的需要，如电厂阀厅结构的悬吊阀或火电厂的悬吊锅炉。此类结构体系在抗震性能上的优势已在以往的地震灾害中表现的非常明显，但在以往的地震响应分析研究中，通常仅考虑了水平地震作用对其的影响，而忽略了摇摆地震动的影响。之所以采用这样的抗震设计方法，是由于此类结构体系在水平和摇摆耦合地震动耦合作用下时的地震响应分析手段和资料的缺乏。但实际上，摇摆地震动（特别是震源附近）产生的动力效应是非常显著的。本文通过地震模拟振动台试验和软件计算分析研究了具有悬吊质量结构体系在多维地震作用下的抗震性能，本文研究内容有以下几个方面：
　　1、根据原型结构特点及试验室现有条件，以某具有悬吊质量的换流站阀厅结构为原型，以相似理论设计1:10振动台试验缩尺模型，并做到可以调整主体结构自振频率和悬吊质量的索长；
　　2、在地震波水平分量和摇摆分量的多种组合工况作用下，对具有悬吊质量结构体系进行地震模拟振动台实验，研究该结构体系的抗震性能。水平地震波选取1994年Northridge地震中Pacoima左上桥墩测站记录的194度水平分量，摇摆波采用按改进方法获取的摇摆分量。测试了试验模型在各个组合工况作用下的加速度反应，通过对加速度时程进行数值积分得到模型的位移反应，并着重考察地震波作用下悬索种类（钢索和弹簧）和不同悬索长度对该结构动力响应及索动拉力的影响；
　　3、模型制作前后进行了软件计算分析，模拟多维地震波作用下不同悬索种类（钢索和弹簧）和不同悬索长度对该结构动力响应及索动拉力的影响。将试验结果与软件计算分析所得到的结果进行比较，以此来检验试验方案的可行性。

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第1章 绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3 本文的主要研究工作

第2章 具有悬吊质量结构体系模型振动台试验设计

2.1 引言

2.2 振动台试验模型设计

2.3 振动台试验方案设计

第3章具有悬吊质量结构体系模型振动台试验结果分析

3.1 引言

3.2 结构动力特性

3.3 主体结构的动力反应分析

3.4 悬吊装置的动力反应分析

3.5 本章小结

第4章 理论计算分析

4.1引言

4.2结构模型的建立

4.3 结构模态分析

4.4 结构时程分析

4.5本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文的主要结论

5.2 存在的问题和对今后工作的展望

参考文献

致谢