高层建筑隔震特性有限元数值分析

摘要

隔震结构体系是一种被动的控制结构体系。通过设置隔震装置以减小结构地震的反应,对传统结构的耗能方式产生改变。经过了许多年的改善,关于隔震结构基本的理论及其应用趋于完善。目前,世界上建造隔震建筑的国家已经有二十几个。经过了多年的使用,该新型的消能减震结构逐渐的体现出了巨大的优越性。
　　文章以隔震结构为主题,研究了高层结构的隔震减震性能。首先,本文阐述了隔震结构基本概念,还有隔震结构的发展现状。其次,本文对隔震技术基本理论做了简单的介绍。最后,借助有限元分析软件ABAQUS,对某十八层高层结构建立模型进行了动力时程分析。计算内容主要包括以下几个:
　　(1)建立二维有限元模型,水平方向输入不同周期和不同加速度峰值的周期性地震波,分别研究隔震结构与非隔震结构的动力反应;
　　(2)建立三维有限元模型,沿水平单向施加EL-Centro波、竖向单向施加EL-Centro波以及水平向和竖向同时施加EL-Centro波,研究隔震结构与非隔震结构的动力反应;
　　(3)建立二维有限元模型,沿水平向施加周期性地震波,分别研究隔震层厚度不同的隔震结构和隔震层弹性模量不同对动力反应的影响。
　　通过计算数据的分析得知,与非隔震结构相比,隔震结构对水平地震荷载作用的隔震减震效果比较理想,能够明显的减小结构的加速度反应,延长结构的自振周期,降低结构的自振频率;隔震结构对竖向地震荷载作用的减震效果较小,反而增大了结构的地震响应;双向地震荷载作用时,隔震结构在一定程度上减小了结构的反应,但隔震效果没有水平单向地震荷载作用时理想;针对本文所研究的基础隔震结构,隔震层的弹性模量应该选取在7.86×107Pa附近,这样才能达到比较理想的隔震减震的效果。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 隔震原理及系统组成

1.3 本文的主要研究内容

2 基础隔震结构的动力分析方法

2.1 单质点隔震体系的动力分析

2.2 多质点隔震体系的动力分析

2.3 动力方程的一般求解方法

2.4 本章小结

3 周期波作用下高层结构动力反应二维有限元分析

3.1 计算模型的建立

3.2 计算条件及动力参数选取

3.3 计算结果及分析

3.4 本章小结

4 场地波作用下高层结构动力反应三维有限元分析

4.1 计算模型的建立

4.2 地震波的选取和调整

4.3 计算结果及分析

4.4 本章小结

5 隔震装置参数变化对结构动力反应的影响

5.1 隔震层厚度变化对结构动力反应的影响

5.2 隔震层弹性模量变化对结构动力反应的影响

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 存在的问题与展望

致谢

参考文献