考慮三維隔震的大高寬比結(jié)構(gòu)抗傾覆機理研究結(jié)題摘要

在分析大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)傾覆機制的基礎(chǔ)上，首先提出一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時實現(xiàn)水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。并進行裝置的力學(xué)性能試驗，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，進而建立裝置的力學(xué)模型。通過實體建模建立裝置的有限元模型并進行數(shù)值分析，將數(shù)值分析得到的裝置的水平和豎向結(jié)果與性能試驗結(jié)果進行對比，驗證數(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)的計算模型，進行數(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下，高寬比逐步增大時，結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性。隨后設(shè)計一大高寬比模型結(jié)構(gòu)，進行振動臺試驗，對比試驗和數(shù)值分析結(jié)果，并最終修正結(jié)構(gòu)的計算模型。進而，基于研究過程中遇到的問題，改進三維隔震抗傾覆裝置，并再次進行相應(yīng)的數(shù)值分析?？紤]三維隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特點，采用水平加速度、豎向加速度和傾角這三個參數(shù)作為高層三維隔震結(jié)構(gòu)的性能指標。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、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)為研究對象，通過對巨型結(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體模型，通過試驗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)律簡化計算公式；根據(jù)耗能器滯回曲線面積的大小對耗能器在主方向和輔方向進行了參數(shù)優(yōu)選；應(yīng)用耗能器于結(jié)構(gòu)體系進行減震仿真計算。 2100433B

橡膠墊隔震技術(shù)是一種安全有效的結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)，但該技術(shù)應(yīng)用于大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)時，如何解決結(jié)構(gòu)的傾覆問題至關(guān)重要。本項目將對考慮三維隔震的大高寬比結(jié)構(gòu)的抗傾覆機理進行研究。在分析大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)傾覆機制的基礎(chǔ)上，首先基于申請者前期研究改進一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時實現(xiàn)水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。并進行裝置的力學(xué)性能試驗，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)的初始計算模型，進行數(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下，高寬比逐步增大時，結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性。隨后設(shè)計一大高寬比模型結(jié)構(gòu)，進行振動臺試驗，對比試驗和數(shù)值分析結(jié)果，并最終修正結(jié)構(gòu)的初始計算模型。本項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。