【摘要】：目前,減隔震技術(shù)正處于高速發(fā)展階段,而隔震設(shè)計中的基礎(chǔ)隔震技術(shù)在全球范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛,在國內(nèi)工程中使用的疊層橡膠支座是應(yīng)用最廣泛的隔震支座,但單獨采用橡膠墊隔震體系也存在一些問題。為了發(fā)展基礎(chǔ)隔震技術(shù)的多樣性,并且不降低隔震結(jié)構(gòu)的隔震性能,云南昆鋼鋼結(jié)構(gòu)有限公司與昆明理工大學(xué)抗震技術(shù)研究中心共同研發(fā)了新一代摩擦滑移擺隔震支座,以滿足國內(nèi)減隔震技術(shù)的需求。本文在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對于單向、雙向、三向地震動作用于結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震分析的研究較少,且都沒有對摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)的隔震性能以及支座的受力性能在三種地震動作用下做全面而系統(tǒng)的對比分析;且為了后期的振動臺試驗或者原位動力試驗做初步準(zhǔn)備。因此,本文利用SAP2000軟件對昆明某實際工程進(jìn)行單向、雙向與三向地震動作用下的隔震分析,對結(jié)構(gòu)的隔震性能以及支座的受力性能進(jìn)行比較,包括結(jié)構(gòu)的層間剪力比、層間位移角、頂層加速度和支座的滯回耗能、短期極大與極小壓應(yīng)力、水平滑移與豎向壓縮位移、瞬時脫空位移、殘余位移。研究表明,雙向地震動作用對支座的水平位移、殘余位移影響最大;三向地震動作用下的支座隔震效果優(yōu)于單向地震動作用,且雙向地震動作用下支座的隔震效果最好;豎向地震動對支座短期極大面壓與豎向壓縮位移影響較大。因此,在對摩擦擺隔震結(jié)構(gòu)做隔震設(shè)計時,應(yīng)進(jìn)行雙向或三向地震動作用下的隔震結(jié)構(gòu)分析,并應(yīng)以相應(yīng)狀況的性能指標(biāo)作為設(shè)計控制指標(biāo)。在SAP2000軟件中只能得到支座隔震單元的計算結(jié)果,不能看出支座各個部件的應(yīng)力狀態(tài),而對摩擦擺支座的仿真模擬領(lǐng)域,大部分科研人員都是研究支座在滑動過程中滑動面摩擦系數(shù)恒定時支座的摩擦系數(shù)、曲率半徑、豎向壓力等對支座各個部件應(yīng)力狀態(tài)的影響;且為了后期的原位動力試驗做初步準(zhǔn)備。因此,本文利用ABAQUS有限元軟件對剛性支承與彈性支承的摩擦擺支座實體模型進(jìn)行勻速加載與三種峰值速度的變速加載,且在加載過程中采用關(guān)鍵字法改變支座滑動時滑動面上隨滑移速度變化的摩擦系數(shù),分析速度對支座受力性能的影響。研究表明,在對摩擦擺隔震支座進(jìn)行相關(guān)的模型試驗與有限元研究時,需要建立鋼筋混凝土支墩模型,以考慮混凝土支墩的彈性變形對支座試驗與計算結(jié)果的影響;變速加載是研究摩擦擺支座受力性能的最佳加載方式;支座在高速滑動時其隔震效果更好,對抵御大震或者超旱遇地震的作用更強(qiáng),對高烈度地區(qū)的實際工程更具有應(yīng)用價值。
【圖文】：

附近有一個很大的地震帶，因此采用摩擦滑移擺隔震支有抵抗進(jìn)場地地震動的能力；盛頓國家應(yīng)急指揮中心是一個雙層結(jié)構(gòu)，因為該建筑設(shè)備，因此安裝摩擦滑移擺隔震支座來抵御大地震；里納公寓位于加州舊金山市。該結(jié)構(gòu)為 4 層的木框架礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可承受 7 級地震。應(yīng)用摩擦擺隔震技術(shù)最早的項目是始建于 2005 年的北 所示。該工程通過連廊把 9 個塔樓連接在一起，是一個擦滑移擺隔震支座安裝在連廊的兩端，這樣塔樓就不與下塔樓只受到很小的地震力。該工程設(shè)置摩擦擺隔震支廊引起的整個結(jié)構(gòu)的質(zhì)量偏心和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

地上 3 層，建筑高度 18.7m，建筑面積 3663.33 m2，為三層鋼框架結(jié)構(gòu)，該工程等效寬度 25.7m，高寬比為 0.73，屬于重點設(shè)防類。樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋，，隔震層下支墩采用鋼筋混凝土支墩，上支墩采用鋼結(jié)構(gòu)支墩，隔震層梁均采用鋼梁，上部結(jié)構(gòu)采用不降度進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)云南省建設(shè)工程抗震設(shè)防管理的有關(guān)要求，本工程采用了摩擦滑移擺隔震技術(shù)，基礎(chǔ)采用防水板+獨立基礎(chǔ)。3.2 SAP2000 模型驗證本文在進(jìn)行隔震分析時，建立的模型最初是在 PKPM 中建立的，PKPM 模型如圖 3.1 所示，在 PKPM 中完成結(jié)構(gòu)設(shè)計以后，將 PKPM 模型通過盈建科軟件轉(zhuǎn)換成SAP2000 模型，由于兩種軟件的差異，轉(zhuǎn)換成的 SAP2000 模型需要調(diào)整模型的邊界條件，使其與實際情況相吻合，調(diào)整后的 SAP2000 模型如圖 3.2 所示。SAP2000軟件具有強(qiáng)大的非線性時程分析能力，其中軟件提供的摩擦擺隔震單元(FrictionIsolator)能夠較為準(zhǔn)確的模擬摩擦滑移擺隔震支座。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2675588