两层底部框架-砌体房屋层间隔震分析

摘要

由于底层空间较大、便于灵活布置，底层框架-砌体房屋越来越多地应用于城镇临街建筑及居民小区建筑。这种结构形式具有“底柔上刚”、“头重脚轻”等结构特征，震害表明其抗震性能较差。为了解决这一问题，在转换层处采用层间隔震技术可以有效减小地震对结构的破坏，国内外学者在此方面做了大量相关研究。本文在总结国内外相关研究的基础上，进行了底框-砌体结构隔震层装置参数（刚度及非线性阻尼器阻尼系数）的优化分析和工程算例的减震效果对比分析。主要研究工作有：
　　1．指出传统抗震方法的局限性，简述了结构减震控制的类型，介绍了基础隔震、层间隔震等减震控制技术。论述了层间隔震的原理、优点及国内外研究现状、层间隔震结构的抗震分析方法。
　　2．结合层间隔震工作原理，分析了已有的最优隔震参数理论公式。由于已有参数优化理论未考虑结构本身阻尼和阻尼装置的非线性性能，本文考虑了下部结构的阻尼和隔震层粘滞阻尼器的非线性性能，应用有限元软件ANSYS建立了双质点模型，以底部结构位移反应最小为目标，对隔震层参数（刚度、阻尼）进行优化分析，考虑其与质量比的相关性。分别取三条地震波作为地震激励，根据隔震层参数考虑50种组合工况，对比分析隔震层参数对底部结构水平位移反应的影响，并得出最优隔震层参数的取值范围。
　　3．结合某底框砌体结构，采用有限元软件ABAQUS分别建立了结构隔震前、后两种有限元分析模型，并进行了结构模态分析、多遇地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。
　　对比分析了隔震前、后结构模态及楼层位移、楼层剪力等反应的减震效果，表明通过隔震措施可以显著延长结构的自振周期，阻尼器大量耗散地震输入的能量，显著减小了结构的加速度、位移和基底剪力等地震响应，延后了结构的塑性反应。
　　4．最后，总结本文研究结论，并指出存在的不足及尚需进一步研究的问题。

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摘 要

ABSTRACT

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 结构减震控制技术

1.3 隔震技术

1.4 本文主要研究内容

2 层间隔震理论

2.1 国内外研究现状

2.2 层间隔震结构分析模型

2.3 层间隔震结构抗震分析方法

2.4 本章小结

3 层间隔震参数优化分析

3.1 TMD系统工作原理

3.2 数值分析模型

3.3 隔震参数优化分析

3.4 本章小结

4 某底框-砌体结构多遇地震作用下时程分析

4.1 工程概况

4.2 有限元分析模型

4.3 模态分析

4.4 时程分析

4.5 本章小结

5底框-砌体结构罕遇地震作用下时程分析

5.1 引言

5.2 时程分析

5.3 隔震支座滞回分析

5.4 结构塑性发展

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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