带有小塔楼的基础隔震结构地震响应探析

摘要

由于近些年来我国西部地区地震频发，人们对建筑结构物安全性的需求变得愈来愈高。于是，建筑基础隔震技术也随之成为了一个热门的研究方向。国内外学者虽已对基础隔震结构的抗震性能进行了大量的理论研究和试验研究，但对于屋面带有塔楼的这种特殊基础隔震形式的抗震性能的理论研究还相对较少。
　　本文首先介绍了基础隔震的基本概念、铅芯橡胶支座的力学模型和基础隔震结构两种最为常用动力分析模型。然后，以沈阳市一栋采用了基础隔震形式的住宅楼为工程背景，同时应用有限元软件SAP2000对一组实际工程模型和两组对比模型抗震性能进行对比分析。最后，又探讨了塔楼自身高度和刚度（塔楼框架柱截面）等主要因素对塔楼地震响应的影响。
　　本文重点研究了结构在罕遇地震下的加速度响应、层间位移、层间位移角、和层间剪力等。经研究得出如下主要结论:
　　1.应用了基础隔震体系的建筑结构相对于非隔震结构，其自振周期有了很大的延长。此外，采用了基础隔震形式后，小塔楼的存在对主体结构自振周期有一定的延长，但影响并不十分明显;
　　2.采用了基础隔震体系的建筑物存在着很大的抗震优势，加速度响应、位移响应和应力响应均有明显减小。此外，在主体采用了基础隔震形式后，由于结构顶部刚度突变而引起的“鞭捎效应”并不能消除，但较非隔震情况下有所改观;
　　3.在主体采用了基础隔震形式后，小塔楼的存在会对主体结构的加速响应产生一定的抑制作用，但会对结构层间位移和层间剪力产生轻微的放大作用;
　　4.在满足使用功能要求下，尽可能的减小塔楼高度和选择合理的刚度，是带有塔楼的基础隔震体系控制其“鞭捎效应”的有效途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究意义

1．3 国内外研究概况

1．4 研究内容和研究目标

1．4．1 本文研究内容

1．4．2 本文研究目标

1．5 课题的创新性

第2章 基础隔震体系分析方法

2．1 基础隔震体系

2．2 铅芯橡胶支座构造及其力学性能

2．2．1 铅芯橡胶支座的构造

2．2．2 竖直方向力学性能

2．2．3 水平方向力学性能

2．3 支座恢复力模型

2．3．1 双线型模型

2．3．2 LRB在SAP2000中的数值模型

2．4 隔震体系动力分析模型

2．4．1 隔震体系单质点模型

2．4．2 隔震体系多质点模型

2．5 时程分析方法

2．5．1 时程分析法求解

2．5．2 结构阻尼确定

第3章 结构的有限元模型建立及模态分析

3．1 有限单元法

3．2 有限元分析软件—SAP2000

3．2．1 SAP2000的建模功能

3．2．2 SAP2000的分析功能

3．3 分析模型在SAP2000中的建立

3．3．1 工程概况

3．3．2 工程结构设计与隔震支座的布置

3．3．3 模型的建立与关键步骤简析

3．4 结构的模态分析

第4章 带塔楼的隔震结构对比分析

4．1 地震波选取和结构阻尼确定

4．1．1 地震波的选取

4．1．2 地震波的时程曲线

4．1．3 时程分析工况的阻尼

4．2 基础隔震对结构地震响应及“鞭捎效应”控制作用分析

4．2．1 加速度响应

4．2．2 层间位移及层间位移角响应

4．2．3 层间剪力响应

4．3 塔楼对主体结构地震反应影响分析

4．2．1 加速度响应

4．3．2 层间位移及层间位移角响应

4．3．3 层间剪力响应

第5章 塔楼地震响应影响因素分析

5．1 塔楼高度对其地震响应的影响

5．1．1 塔楼高度对其顶点加速度影响

5．1．2 塔楼高度对其层问位移角的影响

5．1．3 塔楼高度对其层间剪力影响

5．1．4 塔楼高度对其地震响应影响小结

5．2 塔楼刚度对其地震响应的影响

5．2．1 塔楼刚度对其顶点加速度影响

5．2．2 塔楼刚度对其层间位移角影响

5．2．3 塔楼刚度对其层间剪力影响

5．2．4 塔楼刚度对其地震响应的影响小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献