复合隔震墩有限元及水平减震系数修正计算研究
  • 【摘要】

    基础隔震技术是一种减小地震对建筑结构损害的行之有效方法。经过多年的研究和工程实践,水平向基础隔震技术已得到很大的发展和应用,并得到了实际地震的检验,显示了良好的减震效果。但地震动本身具有多向性。特别是在高烈度地区和震中附近区域,地震竖向分量对结构响应的贡献往往更大。因此,同时考虑水平向和竖向的三维隔震技术非常必要的。
      我国地域广阔,50%的国土位于七度以上的地震高烈度区。广大农村地区房屋... 展开>>
    基础隔震技术是一种减小地震对建筑结构损害的行之有效方法。经过多年的研究和工程实践,水平向基础隔震技术已得到很大的发展和应用,并得到了实际地震的检验,显示了良好的减震效果。但地震动本身具有多向性。特别是在高烈度地区和震中附近区域,地震竖向分量对结构响应的贡献往往更大。因此,同时考虑水平向和竖向的三维隔震技术非常必要的。
      我国地域广阔,50%的国土位于七度以上的地震高烈度区。广大农村地区房屋建筑抗震能力差,在多次地震中损害严重,“小震大灾”状况严重。本文以笔者所在课题组针对农村建筑研究开发的两种基础基础隔震装置——钢筋沥青隔震层和复合隔震墩,为研究对象,在试验的基础上,对其进行了理论和有限元方面的研究。
      为弥补复合隔震墩试验方面的不足,以研究更多在试验室里难以实现的工况,利用大型有限元软件ANSYS建立了复合隔震层的非线性有限元模型。首先,建立了和试件中复合隔震墩布置方式相同的“正交布置”有限元模型,通过对其进行模态分析和对振动台试验的各个工况进行计算,验证了该模型的合理性。通过对“正交模型”同时输入双向和三向地震波,了解了复合隔震层在真实地震作用下的性能。作为对比,建立了复合隔震墩“平行布置”的有限元模型,输入了与“正交布置”模型加速度幅值相同的同类型地震波进行计算。通过对两种有限元模型计算结果的对比,进一步了解了复合隔震墩减震性能,以及U型弹簧钢对水平向抗侧刚度的影响。
      通过对钢筋沥青隔震层试验数据的分析,发现钢筋沥青隔震层减震系数试验值和理论计算值之间存在的差异。通过考虑钢筋偏斜、沥青油膏和钢筋直径三个因素的影响,给出了修正减震系数理论计算值的公式,对钢筋沥青隔震层减震系数计算做了有益的探索。
      通过对复合隔震层“正交布置”和“平行布置”有限元模型基频的分析,得出了U型弹簧钢在不同方向对复合隔震墩水平抗侧刚度的影响,为了解复合隔震墩的构造和对其进一步改进作了一些有益的探索。 收起<<

  • 【作者】

    李晓辉 

  • 【学科专业】

    结构工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    湖南大学

  • 【导师姓名】

    尚守平

  • 【学位年度】

    2014

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    钢筋沥青隔震层  复合隔震墩  有限元模型  减震系数  计算方法