框架结构顶部水箱减震效果的非线性反应研究

摘要

基于使用功能的考虑，在高层框架结构顶部常设置水箱，大体积水箱的设置对结构抗震是不利的，对整个结构地震响应的影响不可忽视。顶部设置水箱的高层框架结构的地震响应十分复杂，水体的振动特性、水箱与主体结构的相互作用及水体与箱体间的耦联振动问题等都没有很好的解决。因此，对主体结构与水箱在地震作用下响应的研究是十分必要的。
　　本文在概述了结构隔震减震的发展现状及基本理论的基础上，结合某商业综合楼;利用振型分解反应谱法及动力时程分析法，采用Housner水体模型考虑水体与水箱壁的相互作用，建立分析模型，对不同工况下结构的地震响应进行了研究。首先，通过动力特性分析，得到各工况下结构的自振频率和振型，分析了结构的刚度、质量分布的合理性;通过振型分解反应谱分析，得到结构的内力及变形趋势。其次，对结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析，并将各工况的地震反应进行对比分析，结果表明:多遇地震作用下，结构顶部设置水箱能够减小结构的地震响应，且减震率在一定范围内随水箱体积的增大而增大;水箱设置在质心与刚心处能更好的发挥其减震效果;用隔震支座连接时，其减震效果明显增强。而后对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，研究表明:水箱结构间用隔震支座连接时，由于支座发挥了其滞回耗能特性，降低了水箱的减震效果，这些成果对工程实践有一定的指导意义与参考价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本课题的研究背景及意义

1．2 结构隔震减震技术的研究观点及现状

1．2．1 层间隔震技术的发展现状

1．2．2 调谐液体阻尼器发展现状

1．3 本文的研究目的及内容

2 结构地震反应分析理论及水箱研究方法

2．1 结构地震反应分析方法

2．2．1 振型分解反应谱法

2．2．2 非线性静力分析方法

2．2．3 非线性动力分析方法

2．2．4 构件的恢复力滞回模型

2．2．5 LRB支座恢复力模型

2．2 结构-水箱体系的研究方法

2．2．1 水箱类别

2．2．2 水箱中液体液动压力计算方法

2．4 本章小结

3 结构动力特性及振型分解反应谱分析

3．1 结构分析模型的建立

3．1．1 工程背景

3．1．2 结构分析模型

3．2 结构动力特性分析

3．3 振型分解反应谱分析

3．3．1 结构变形分析

3．3．2 结构内力分析

3．4 本章小结

4 结构在多遇地震下的时程分析

4．1 各工况下结构的内力响应

4．1．1 各工况下结构基底剪力

4．1．2 各工况下结构的层剪力

4．2 结构顶点位移响应及加速度响应

4．3 结构的层位移及层间位移角

4．4 本章小结

5 结构在罕遇地震下的非线性时程分析

5．1 非线性时程分析

5．1．1．参数设置

5．2 罕遇地震下的结构动力响应分析

5．2．1．结构内力分析

5．2．2 结构变形分析

5．2．3 塑性铰分析

5．2．4 隔震支座滞回曲线

5．2．5 将水箱考虑为质量块时的基底剪力

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 本文研究成果及结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录