平面不规则大底盘单塔楼隔震结构的抗震性能分析

摘要

随着我国城市建设不断迅猛发展，越来越多的不规则大底盘建筑出现在我们所生活的城市中，一般情况下这种类型建筑的第一、二、三层都设计成较大的底盘形式，用来作为商场或者酒店使用。本篇文章所分析的不规则大底盘单塔楼，其中底盘为较大空间的框架结构或者为框架剪力墙结构，上部塔楼用来作为住宅使用。大底盘单塔式建筑是竖向刚度不规则结构，大底盘与上部结构之间连接位置突然发生竖向突变，导致竖向刚度突变，此时结构质心与刚心离散加大，导致产生了扭转效应，成为了房屋抗震的薄弱一环，这种建筑抗震性能相对较差。怎么样去保证这种类型的建筑物在地震来临时，仍然保证结构的安全使用，这就成为设计人员进行抗震设计的关键所在。　　本文首先介绍了隔震技术的发展和应用，不规则大底盘单塔楼复杂的结构形式及发生地震时的扭转震害以及其研究现状。通过较多的理论分析，基本分析出了层间隔震技术和基础隔震技术的工作原理，从而建立力学模型，进而推导了两种隔震形式的理论状态下的动力平衡方程。然后对平面不规则大底盘单塔楼进行隔震分析，分别将层间隔震支座以及基础隔震支座应用于此类结构，分别建立层间隔震、基础隔震及传统的抗震结构模型，然后利用有限元软件SAP2000对此单塔楼结构在罕遇地震作用下进行动力时程分析。通过楼层加速度、层间位移、楼层剪力、层间扭转角、扭转位移比、平扭周期比以及扭矩表明采用隔震装置结构的减震效果明显，同时表明由结构平面不规则所导致的扭转效应应引起我们高度重视，其然后从费用增加与减少和震后的损失角度对隔震结构进行了经济性的分析。　　经过有限元软件SAP2000模拟得出：层间隔震结构模型、基础隔震结构模型在相应的位置设置隔震支座后，两种隔震建筑物的自振周期比传统的抗震结构的自振周期有了很大的提高，同时裙房及上部塔楼的动力响应都减少了许多，尤其是在减少结构的扭转方面。最后一章简单的说明了两种隔震结构增加的直接建设费用、修复以及减少损失的费用。然后与抗震结构进行对比发现，在经济效益上都取得了非常好的效果。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 工程结构抗震技术的发展

1.3 隔震技术概况

1.4 本文研究的主要内容

第二章 隔震体系理论分析

2.1 隔震支座的力学性能分析

2.2 基础隔震结构力学模型动力方程求解

2.3 层间隔震结构力学模型

2.4 层间隔震结构动力方程

2.5 本章小结

第三章 基础隔震、层间隔震、抗震结构数值模拟分析

3.1 计算模型概述

3.2 参数设置

3.3 结构模型的建立

3.4 结构的模态分析

3.5 地震波的选取与调整

3.6 结构的动力时程分析

3.7 本章小结

第四章 考虑扭转效应平面不规则结构的数值分析

4.1 概述

4.2 影响结构扭转振动的因素

4.3 我国关于扭转的规定

4.4 扭转振动微分方程

4.5 扭转指标的数值分析

4.6 不同地震波作用下结构的楼层扭矩反应对比

4.7 本章小结

第五章 基础隔震、层间隔震以及抗震结构的经济性分析

5.1 概述

5.2 结构直接建设费用的比较

5.3 结构减少损失的费用比较

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要研究成果