减震集成技术在跨度60米矢跨比0.2三心圆立体钢管拱桁架上的应用

发布时间：2017-05-15 10:18

  本文关键词：减震集成技术在跨度60米矢跨比0.2三心圆立体钢管拱桁架上的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,集成减震技术的研究在多层高层建筑、桥梁等中有着很多成功的应用,但相关研究在大跨度空间结构中的应用较少,目前仍属于起步阶段。大跨度空间结构常应用于体育馆、影剧院、会展中心、机场候机厅、机库等公共建筑结构中,这些建筑可以在地震发生时作为地震避难所来使用,其安全性对人民的生命财产尤为重要。基于上述原因,本文以大跨度空间拱桁架为研究对象,研究了粘滞阻尼器和铅芯橡胶支座对该类结构的减震和隔震作用,对比分析了地震作用下采用集成减震技术的结构和原结构的动力响应,研究其失效机理和减震效果,为以后进行更深入的减震隔震理论和试验研究提供了参照数据。 本文借鉴减震隔震技术在国内外研究的基础上,对其在钢管拱桁架中的应用进行研究,本文主要分析了以下内容： (1)描述地震给人类生存带来的威胁和集成减震技术的重大意义,介绍了减震隔震技术理论的发展及其在空间结构中的应用现状,阐述了粘滞阻尼器和橡胶支座的基本构造、影响因素、计算模型及减震、隔震原理；简述了减震隔震结构基于性能的抗震设计原则。 (2)应用结构分析软件SAP2000,建立了60米跨三心圆空间钢管拱桁架的计算模型,通过对结构周期和振型的研究,得出结构的模态特性,掌握了结构的动力特性。 (3)应用塑性铰理论,对比原结构和减震隔震结构在Hollywood波、LWD波和上海人工波沿三个方向作用时结构的破坏形态和失效机理,分别分析采用隔震支座,粘滞阻尼器,以及集成减震技术后拱桁架的减震效果。并着重分析了粘滞阻尼器在结构中布置位置的不同,对于结构减震效果的影响。 通过对结构的对比分析可以得出以下结论： (1)从模态分析可知,采用集成减震技术后,结构自振周期得到延长,能有效的避免结构共振的发生,使得结构所受地震作用力有效降低,同时,进入塑性阶段的时间有了很大的延迟,从而减小甚至可以避免强震作用给人类带来的破坏。 (2)通过对结果的分析,原结构和减震隔震结构的失效机理基本相同,都属于动力失稳破坏,但是减震隔震结构提高了结构的抗震能力,使得整体结构在罕遇地震下满足“大震不倒”的原则。 (3)验证了粘滞阻尼器减震系统对大跨度钢管拱桁架结构有较明显的减震效果,并分析对比了不同的阻尼器布置方式的减震效果,得出在拱脚附近布置阻尼器能更好的达到减震效果的结论。
【关键词】：三心圆钢管拱桁架 橡胶支座 粘滞阻尼器 减震技术集成
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU352.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 结构振动控制理论概述11-13
• 1.2.1 被动控制11-12
• 1.2.2 主动控制12
• 1.2.3 半主动控制12-13
• 1.2.4 混合控制13
• 1.2.5 智能控制13
• 1.3 消能减震技术在空间结构中的应用现状13-14
• 1.4 本文研究的目的及主要内容14-16
• 第二章 减震和隔震原理及设计方法16-34
• 2.1 消能减震体系简介16
• 2.2 粘滞阻尼器性能及力学模型16-20
• 2.2.1 粘滞阻尼器的力学计算模型18
• 2.2.2 消能阻尼器的性能(粘滞阻尼器)18-20
• 2.3 消能减震结构的抗震设计方法以及粘滞阻尼器的设计20-23
• 2.3.1 消能减震结构的抗震设计方法20-22
• 2.3.2 粘滞阻尼器的设计22-23
• 2.4 夹层橡胶支座的发展和基本构成23-25
• 2.4.1 夹层橡胶支座的基本构成24
• 2.4.2 夹层橡胶隔震支座的分类24-25
• 2.5 夹层橡胶支座的隔震机理及其动力学原理25-29
• 2.5.1 夹层橡胶支座的隔震机理25-27
• 2.5.2 基础隔震体系结构动力分析原理27-29
• 2.6 夹层橡胶支座的基本力学性能29-33
• 2.6.1 夹层橡胶支座的形状系数29-30
• 2.6.2 竖向性能30-31
• 2.6.3 水平性能31-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第三章 三心圆空间钢拱桁架结构体系弹性阶段分析34-50
• 3.1 模型设计34-37
• 3.2 集成减震体系中隔震减震单元的选择37-43
• 3.2.1 隔震支座的选用37-39
• 3.2.2 防屈曲耗能阻尼单元的选取39-43
• 3.3 三心圆钢拱桁架结构模态分析43-50
• 第四章 原结构和隔震减震结构动力弹塑性分析50-84
• 4.1 概述50-51
• 4.2 弹塑性分析方法及参数51-55
• 4.2.1 P铰参数51-52
• 4.2.2 P-M2-M3铰参数52-55
• 4.3 杆件的塑性发展程度和结构的变形形态分析55-78
• 4.3.1 LWD波作用下杆件的塑性发展程度和结构的变形形态分析56-62
• 4.3.2 好莱坞波作用下杆件的塑性发展程度和结构的变形形态分析62-67
• 4.3.3 上海人工波作用下杆件的塑性发展程度和结构的变形形态分析67-73
• 4.3.4 LWD地震波作用下所监测节点的位移响应情况分析73-75
• 4.3.5 上海人工波地震波作用下所监测节点的位移响应情况分析75-76
• 4.3.6 好莱坞波地震波作用下所监测节点的位移响应情况分析76-78
• 4.4 阻尼器布置方式不同对结构减震的影响78-81
• 4.5 本章小结81-84
• 第五章 结论与展望84-86
• 5.1 结论84
• 5.2 展望84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-91
• 攻读学位期间发表的学术论文91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 刘文光,周福霖,庄学真,冯德民,三山刚史,加藤泰正;铅芯夹层橡胶隔震垫基本力学性能研究[J];地震工程与工程振动;1999年01期

2 欧进萍,吴斌,龙旭;结构被动耗能减振效果的参数影响[J];地震工程与工程振动;1998年01期

3 周云,邓雪松,黄文虎;耗能减震结构的抗震设计原则与设计方法[J];世界地震工程;1998年04期

4 林新阳,周福霖;消能减震的基本原理和实际应用[J];世界地震工程;2002年03期

5 朱玉华,施卫星,吕西林,冯德民;基础隔震房屋模型振动台对比试验与分析[J];同济大学学报(自然科学版);2001年05期

6 吴世跃;;我国建筑物减震隔震研究现状与发展[J];山西焦煤科技;2010年03期

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本文编号：367499