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并联平移建筑隔震系统和性能化设计

收藏本文 2024-02-04 点赞:5763 浏览:18484 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:由于城市规划或建筑物历史价值需求,整体平移技术在建筑物搬迁中运用越来越广泛。平移建筑物到位后,就位连接是保证其后续利用年限内安全可靠的关键要素。传统连接方式仍然将上部结构与基础固结在一起,建筑物抵御地震的能力没有本质提升。与此同时,基础隔震应对地震的高效性与可靠性已经被世界各地的大量工程实例所验证。平移建筑物与新建基础的分离状态使基础隔震在平移工程中的实施成为可能。采取加设隔震层的方式进行就位连接,不但可以充分利用建筑迁移历程中的滚轴、滑块等移动设备,而且形成了安全性和可靠度更有保证的基础隔震系统,是性能化设计思想的实现。由于叠层橡胶垫与平移装置并联隔震层不同于传统的叠层橡胶隔震系统,隔震层的耗能机制与滞回特性已经转变,由此有必要对其进行系统的试验探讨与论述浅析。本论文以平移后的既有建筑与新建基础进行隔震连接而形成的并联基础隔震系统为探讨对象,根据平移装置的不同,浅析了两种并联基础隔震形式,通过模型试验与有限元浅析对其进行了探讨,对隔震装置下部结构的竖向承载构件进行了抗震性能评估。主要探讨内容如下1.首先浅析利用滚轴与叠层橡胶支座并联形成的隔震装置。根据滚轴装置的特点设计并进行了结构振动台试验。试验给出了该并联基础隔震系统加速度反应特点,层间变形特点以及不同方向的滞回特性。根据试验结果浅析这种并联隔震连接的特点,给出利用滚轴进行隔震连接的倡议。2.考虑利用平移历程中的聚四氟乙烯滑块,设计了滑块与叠层橡胶支座并联隔震模型的拟静力试验。试验结果表明,该并联隔震支座滞回曲线较规则,曲线具有很好的饱满度,体现了其良好的滞回耗能能力。试验结果为后续并联隔震系统的能量浅析建立了基础。试验同时浅析了不同竖向荷载、不同承载比例骨架曲线对滞回特性的影响。3.基于能量平衡方程定义了三个能量比系数,根据滑块并联叠层橡胶支座拟静力试验的结果,浅析了该并联隔震支座的耗能特点。建立了上部结构为砌体和框架结构的有限元浅析模型,比较了不同结构类型、不同结构层数以及隔震层装置的不同比例对地震输入能量分配的影响规律。4.平移建筑采取隔震连接后,系统抗震性能提升的同时,隔震装置下竖向承载构件重要量更为突出。本论文提出了一种衡量P-Δ效应的策略,通过静力推覆浅析,证实了该策略的有效性。探讨了长细比、配筋率以及轴压比对抗震能力的影响,以悬臂柱为例推导出构件的能力谱曲线,建立了8度地震下不同场地条件的需求谱,利用能力谱法得到不同场地类别悬臂柱的抗震性能点。关键词:平移论文隔震论文性能化论文并联隔震论文能量法论文能量比系数论文竖向承载构件论文能力谱法论文

    摘要8-10

    Abstract10-12

    第1章 绪论12-33

    1.1 课题探讨的背景与作用12-14

    1.2 建筑物整体迁移技术概述14-20

    1.2.1 建筑物整体平移技术的概念14-16

    1.2.2 建筑物整体平移技术施工工序16-17

    1.2.3 建筑物整体平移技术的进展概况17-19

    1.2.4 建筑物整体迁移技术有着的不足19-20

    1.3 结构振动制约技术概述20-26

    1.3.1 结构振动制约技术分类20

    1.3.2 结构被动制约案例介绍20-21

    1.3.3 基础隔震技术进展概况21-24

    1.3.4 常用基础隔震技术介绍24-26

    1.4 既有建筑运用隔震技术工程实例26-29

    1.4.1 国外工程实例26-28

    1.4.2 国内工程实例28-29

    1.5 并联基础隔震系统的相关探讨及有着的不足29-31

    1.6 本论文的主要探讨内容31

    1.7 本课题有关的基金项目31-33

    第2章 滚轴与叠层橡胶垫并联隔震振动台试验33-66

    2.1 概述33-34

    2.2 试验模型结构设计34-38

    2.2.1 上部结构设计35-36

    2.2.2 隔震装置设计36-37

    2.2.3 滚轴轨道设计37-38

    2.3 铅芯橡胶隔震支座的选取38-39

    2.4 地震波选择与工况设计39-40

    2.5 传感器布置与测量案例选择40-44

    2.6 试验结果浅析44-60

    2.6.1 白噪声试验结果浅析44-45

    2.6.2 并联隔震系统加速度反应浅析45-49

    2.6.3 并联隔震系统层间变形浅析49-53

    2.6.4 并联隔震层滞回特性浅析53-60

    2.7 有限元模型浅析60-63

    2.8 本章小结63-66

    第3章 滑块与叠层橡胶垫并联隔震拟静力试验66-86

    3.1 概述66-67

    3.2 滑块与叠层橡胶垫并联隔震试验模型设计67-74

    3.2.1 隔震系统设计67-70

    3.2.2 试验工况设计70-71

    3.2.3 试验加载设计71-74

    3.3 滑块与叠层橡胶垫并联隔震支座试验历程74-82

    3.3.1 模型结构的动力特性浅析74-75

    3.3.2 低周反复加载的试验历程75-77

    3.3.3 并联隔震支座滞回特性浅析77-79

    3.3.4 并联隔震支座骨架曲线浅析79-81

    3.3.5 并联隔震支座试验结果总结81-82

    3.4 滑块与叠层橡胶垫并联隔震支座滞回模型82-84

    3.5 本章小结84-86

    第4章 滑块与叠层橡胶垫并联隔震系统能量响应浅析86-105

    4.1 概述86-87

    4.2 并联隔震支座耗能特性浅析87-88

    4.3 并联隔震系统的能量平衡联系88-91

    4.3.1 并联隔震系统能量平衡方程88-90

    4.3.2 并联隔震系统能量分配系数90-91

    4.4 并联隔震系统能量浅析91-103

    4.4.1 上部结构变化能量分配系数比较92-96

    4.4.2 隔震支座比例变化能量分配系数比较96-101

    4.4.3 地震波变化能量分配系数比较101-103

    4.5 本章小结103-105

    第5章 并联隔震支座下竖向承载构件性能浅析105-144

    5.1 概述105-106

    5.2 平移建筑基础隔震系统地下竖向承载构件的形成106-114

    5.2.1 并联基础隔震系统动力平衡方程109-110

    5.2.2 悬臂柱P-Δ效应对动力平衡方程的影响110-113

    5.2.3 短肢剪力墙加暗柱特点浅析113-114

    5.3 隔震支座下竖向承载构件的有限元模型114-126

    5.3.1 有限元模型材料定义115-117

    5.3.2 静力弹塑性浅析历程117-120

    5.3.3 水平加载方式120-126

    5.4 悬臂柱浅析126-132

    5.4.1 Pushover极限状态悬臂柱应力应变浅析127-128

    5.4.2 长细比对静力推覆曲线的影响128

    5.4.3 配筋率对静力推覆曲线的影响128-129

    5.4.4 轴压比对静力推覆曲线的影响129-132

    5.5 双柱加连梁浅析132-134

    5.5.1 Pushover极限状态双柱加连梁模型的应力、应变132-134

    5.5.2 轴压比对双柱加连梁模型推覆曲线的影响134

    5.6 短肢剪力墙加暗柱浅析134-137

    5.6.1 Pushover极限状态短肢剪力墙加暗柱模型的应力、应变134-135

    5.6.2 轴压比对短肢剪力墙加暗柱模型推覆曲线的影响135-137

    5.6.3 隔震装置下短肢剪力墙的设计倡议137

    5.7 不同场地条件隔震装置下悬臂柱的抗震性能评估137-142

    5.8 本章小结142-144

    第6章 结论与展望144-147

    6.1 本论文的主要结论144-145

    6.2 有待进一步探讨的不足145-147

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