基于周期性隔震基础的结构减震性能研究

摘要

周期性隔震基础是一种新型的基础隔震形式，独有的带隙特性使其在结构减隔震方面具有广泛的应用前景。本文在针对周期性结构理论研究的基础上，利用隔震Benchmark结构模型和多种研究手段，从实际工程应用的角度出发，对层状周期性隔震基础在不同地震波作用下的减隔震效果进行讨论，主要包括以下工作:
　　1.根据周期性结构基本理论对一维层状周期性隔震基础的衰减域特性进行了分析，利用ABAQUS有限元软件建立了周期性隔震基础的有限元模型，通过谐响应分析和时程响应分析说明了数值模拟的合理性。
　　2.为了获得更低的衰减域起始频率，对改进型周期性隔震基础进行了理论和数值模拟方面的分析，通过在不同地震波作用下与普通型周期性隔震基础减震效果的对比表明其对低频地震动有着更好的控制效果。
　　3.分析了隔震基础的层数与橡胶层厚度对改进型周期结构的影响，从减隔震效果和工程应用的角度出发，确定合理的结构参数。
　　4.将周期性隔震基础应用在隔震Benchmark结构中进行计算分析，以基础底部加速度、剪力和结构层间侧移等评价指标为基准，分别与未减震结构、橡胶支座隔震结构以及增加MR阻尼器的半主动控制隔震结构的结构响应进行对比，说明改进型层状周期性隔震基础在不同地震波作用下均可以取得良好的隔震效果。
　　5.结合地震动频谱特性分析对改进型周期性隔震基础的减隔震特性进行了研究，分析结果为周期性隔震基础在实际工程中的应用提供了一定的借鉴性意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 隔震技术的发展与现状

1．3 周期结构的基本概念

1．3．1 周期结构的特征

1．3．2 周期性结构的研究现状

1．3．3 周期性隔震基础的研究现状

1．4 隔震Benchmark结构模型

1．4．1 Benchmark问题的研究阶段

1．4．2 隔震Benchmark结构的研究现状

1．4．3 Benchmark问题的研究意义

1．5 本文的研究内容和方法

2 一维周期性隔震基础的理论研究

2．1 引言

2．2 周期性结构的基本理论

2．2．1 周期性描述

2．2．2 Bloch定理和能带结构

2．2．3 频率带隙的计算

2．3 一维层状周期性隔震基础

2．3．1 层状周期性隔震基础的频散特性

2．3．2 层状周期性隔震基础的数值模拟

2．3．3 谐响应分析

2．3．4 时间历程分析

2．4 改进型层状周期性隔震基础

2．4．1 改进型层状隔震基础的频散特性

2．4．2 改进型层状隔震基础的数值模拟

2．4．3 动力响应分析

2．5 小结

3 层状周期性隔震基础的参数设计

3．1 引言

3．2 普通型结构与改进型结构之间的对比

3．2．1 衰减域特性分析

3．2．2 时程响应分析

3．2．3 傅里叶谱的对比

3．3 层数的影响

3．3．1 集中质量模型

3．3．2 时程响应分析

3．3．3 傅里叶谱的对比

3．4 厚度的影响

3．4．1 衰减域特性分析

3．4．2 时程响应分析

3．4．3 傅里叶谱的对比

3．5 小结

4 周期性隔震基础基于隔震Benchmark模型的应用

4．1 引言

4．2 隔震Benchmark结构模型

4．2．1 结构参数

4．2．2 线性隔震系统

4．2．3 综合评价指标

4．3 周期性隔震基础的减震效果

4．3．1 基础底部加速度

4．3．2 层间侧移

4．3．3 评价指标

4．4 地震动频谱特征的研究

4．4．1 频谱周期参数

4．4．2 频谱特性分析

4．5 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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