考慮三維隔震的大高寬比結(jié)構(gòu)抗傾覆機(jī)理研究

在分析大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)傾覆機(jī)制的基礎(chǔ)上，首先提出一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。并進(jìn)行裝置的力學(xué)性能試驗(yàn)，分析影響裝置水平、豎向承載力和剛度的參數(shù)，研究其力學(xué)行為，進(jìn)而建立裝置的力學(xué)模型。通過實(shí)體建模建立裝置的有限元模型并進(jìn)行數(shù)值分析，將數(shù)值分析得到的裝置的水平和豎向結(jié)果與性能試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證數(shù)值分析模型的正確性。其次建立應(yīng)用該類裝置的大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，進(jìn)行數(shù)值分析研究高寬比限值和三維隔震以及抗傾覆各特征參數(shù)之間的關(guān)系，研究最不利荷載作用下以及單維和多維激勵(lì)下，高寬比逐步增大時(shí)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特性。隨后設(shè)計(jì)一大高寬比模型結(jié)構(gòu)，進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)和數(shù)值分析結(jié)果，并最終修正結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型。進(jìn)而，基于研究過程中遇到的問題，改進(jìn)三維隔震抗傾覆裝置，并再次進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值分析?？紤]三維隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特點(diǎn)，采用水平加速度、豎向加速度和傾角這三個(gè)參數(shù)作為高層三維隔震結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)。給出基于性能的高層三維隔震結(jié)構(gòu)的水平和豎向加速度性能指標(biāo)、傾角的建議值。給出了高層三維隔震結(jié)構(gòu)基于性能設(shè)計(jì)的流程。 以基于隔震技術(shù)的巨型框剪-子結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，通過對(duì)巨型結(jié)構(gòu)的布置、主次結(jié)構(gòu)剛度比設(shè)置、巨型隔震結(jié)構(gòu)體系隔震支座的選取等，研究巨型隔震結(jié)構(gòu)體系與抗震體系的地震反應(yīng)、主次結(jié)構(gòu)碰撞問題等，為三維隔震技術(shù)應(yīng)用于巨型結(jié)構(gòu)開展先期研究。 提出一種橢圓形鋼鉛耗能器，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS建立了橢圓形鋼鉛耗能器的實(shí)體模型，通過試驗(yàn)研究獲得耗能器的力學(xué)性能。在理論研究和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，通過回歸分析建立了耗能器滯回規(guī)律簡化計(jì)算公式；根據(jù)耗能器滯回曲線面積的大小對(duì)耗能器在主方向和輔方向進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)選；應(yīng)用耗能器于結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行減震仿真計(jì)算。 2100433B

橡膠墊隔震技術(shù)是一種安全有效的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)，但該技術(shù)應(yīng)用于大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)時(shí)，如何解決結(jié)構(gòu)的傾覆問題至關(guān)重要。本項(xiàng)目將對(duì)考慮三維隔震的大高寬比結(jié)構(gòu)的抗傾覆機(jī)理進(jìn)行研究。在分析大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)傾覆機(jī)制的基礎(chǔ)上，首先基于申請(qǐng)者前期研究改進(jìn)一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。并進(jìn)行裝置的力學(xué)性能試驗(yàn)，分析影響裝置水平、豎向承載力和剛度的參數(shù)，研究其力學(xué)行為，進(jìn)而建立裝置的力學(xué)模型。其次建立應(yīng)用該類裝置的大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)的初始計(jì)算模型，進(jìn)行數(shù)值分析研究高寬比限值和三維隔震以及抗傾覆各特征參數(shù)之間的關(guān)系，研究最不利荷載作用下以及單維和多維激勵(lì)下，高寬比逐步增大時(shí)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特性。隨后設(shè)計(jì)一大高寬比模型結(jié)構(gòu)，進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)和數(shù)值分析結(jié)果，并最終修正結(jié)構(gòu)的初始計(jì)算模型。本項(xiàng)研究將豐富建筑隔震的方法和內(nèi)容，提高隔震結(jié)構(gòu)的安全性。