隨著科技的進(jìn)步,抵御地震的技術(shù)愈發(fā)成熟,隔震體系經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,已具有完備的理論分析和技術(shù)體系,在實(shí)際震害下,隔震技術(shù)有效保障了人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全。近年來(lái),人們對(duì)隔震體系的研究更加深入,由于隔震層的存在會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體剛度的變化,在地震作用下,P-Δ效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)不可以忽略不計(jì),故針對(duì)這個(gè)問題,詳細(xì)闡述整體結(jié)構(gòu)在P-Δ效應(yīng)下的彈塑性的動(dòng)力響應(yīng),并采用新隔震規(guī)范的取值標(biāo)準(zhǔn),得出整體結(jié)構(gòu)的易損性曲線。本文以一棟6層的框架結(jié)構(gòu)實(shí)際工程為研究對(duì)象,首先運(yùn)用Mander模型定義結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系,然后通過(guò)有限元軟件分析抗震體系、基礎(chǔ)隔震體系和層間隔震體系下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),對(duì)比周期值、層間剪力、層間位移角等指標(biāo),證明隔震優(yōu)越性和選型的合理性;其次對(duì)所選的結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性分析,主要解決:懸臂柱尺寸對(duì)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)、P-Δ效應(yīng)對(duì)層間隔震體系的影響、下部結(jié)構(gòu)有無(wú)拉梁對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響等問題,綜合所有因素選取合適的構(gòu)件尺寸;而后在考慮P-Δ效應(yīng)基礎(chǔ)上,通過(guò)定義本構(gòu)關(guān)系和插入纖維鉸等對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性處理,進(jìn)一步研究層間柱頂隔震體系下部結(jié)構(gòu)有無(wú)拉梁的彈塑性分析并繪制相應(yīng)的IDA曲線;再次,利用分析的數(shù)據(jù),選用《建筑隔震設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的量化指標(biāo)值,對(duì)層間柱頂隔震體系各子結(jié)構(gòu)的地震易損性分析,得出不同階段各子結(jié)構(gòu)的超越概率,從而得出整體結(jié)構(gòu)的超越概率;最后利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和有限元模擬的對(duì)比證明結(jié)構(gòu)選型的正確性。本文研究的內(nèi)容主要分為如下幾個(gè)板塊:(1)針對(duì)所選用的框架結(jié)構(gòu)做理論性說(shuō)明,同時(shí)介紹所采用的性能狀態(tài)的量化指標(biāo),然后對(duì)結(jié)構(gòu)所用材料本構(gòu)關(guān)系的定義,和計(jì)算彈塑性分析時(shí)塑性鉸長(zhǎng)度;(2)對(duì)結(jié)構(gòu)合理選型的分析和證明,對(duì)相同的建筑物分別按抗震設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)和層間隔震設(shè)計(jì),分析三種結(jié)構(gòu)在動(dòng)力響應(yīng)上的不同,突出隔震體系的優(yōu)越性,證明選取層間隔震體系的合理性,并且比較抗震體系與隔震體系下部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng);(3)在所選的結(jié)構(gòu)體系下,詳細(xì)分析:懸臂柱尺寸對(duì)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)、P-Δ效應(yīng)對(duì)層間隔震體系的具體影響、下部結(jié)構(gòu)有無(wú)拉梁結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)整體動(dòng)力響應(yīng)的影響;(4)對(duì)選定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行增量動(dòng)力分析,模擬結(jié)構(gòu)從彈性到彈塑性直至結(jié)構(gòu)倒塌的整個(gè)過(guò)程,了解層間隔震體系在不同地震等級(jí)下的動(dòng)力響應(yīng)情況,對(duì)未來(lái)可能遭受的地震等級(jí),預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng);(5)在IDA分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震易損性分析,采用新隔震規(guī)范給定的量化指標(biāo),分析層間隔震體系的上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)在不同性能階段的超越概率,從而確定整體結(jié)構(gòu)的超越概率;(6)采用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和有限元模擬,對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)模擬地震動(dòng)作用下的動(dòng)力響應(yīng),分析試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)和有限元分析數(shù)據(jù),對(duì)三種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比,從而說(shuō)明隔震體系能有效減少地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,同時(shí)印證本文選取層間隔震的合理性。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.12
【部分圖文】：

一定的突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性；二是地震短時(shí)間釋放巨大能量，并可能導(dǎo)致火災(zāi)、瘟疫泥石流等連鎖性次生災(zāi)害[1]。據(jù)記載，20 世紀(jì)全球 7 級(jí)以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國(guó)19-20 世紀(jì)期間的全球前 10 次最強(qiáng)地震，中國(guó)發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬(wàn)，我國(guó)難人數(shù) 57.1 萬(wàn)，占遇難總?cè)丝?62.91%；19-20 世紀(jì)期間遇難人口在 1 萬(wàn)以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬(wàn)，我國(guó)遇難人口 53.5 萬(wàn)，占總遇難人口 51.1% 。我國(guó)地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國(guó)多數(shù)區(qū)，導(dǎo)致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級(jí)及 6 級(jí)以上的地區(qū)約占全國(guó)面積的 60%。在我國(guó)，19-世紀(jì)期間前十次最強(qiáng)地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國(guó)共發(fā)生次 7 級(jí)以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級(jí)大地震，地震放能量相當(dāng)于 5600 顆廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級(jí)地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬(wàn)元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級(jí)地震，遇難人口 196 人，受災(zāi)人口 38.3 萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)損失 19.81 億元例例數(shù)據(jù)觸目驚心。

一定的突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性；二是地震短時(shí)間釋放巨大能量，并可能導(dǎo)致火災(zāi)、瘟疫泥石流等連鎖性次生災(zāi)害[1]。據(jù)記載，20 世紀(jì)全球 7 級(jí)以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國(guó)19-20 世紀(jì)期間的全球前 10 次最強(qiáng)地震，中國(guó)發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬(wàn)，我國(guó)難人數(shù) 57.1 萬(wàn)，占遇難總?cè)丝?62.91%；19-20 世紀(jì)期間遇難人口在 1 萬(wàn)以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬(wàn)，我國(guó)遇難人口 53.5 萬(wàn)，占總遇難人口 51.1% 。我國(guó)地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國(guó)多數(shù)區(qū)，導(dǎo)致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級(jí)及 6 級(jí)以上的地區(qū)約占全國(guó)面積的 60%。在我國(guó)，19-世紀(jì)期間前十次最強(qiáng)地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國(guó)共發(fā)生次 7 級(jí)以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級(jí)大地震，地震放能量相當(dāng)于 5600 顆廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級(jí)地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬(wàn)元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級(jí)地震，遇難人口 196 人，受災(zāi)人口 38.3 萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)損失 19.81 億元例例數(shù)據(jù)觸目驚心。

層加速度是 0.82g，頂層加速度達(dá)到 2.31g，可知加速度放大系數(shù)是 2.8。因此，可以出橡膠支座隔震體系更具有優(yōu)越性。根據(jù)隔震支座的所在位置的不同，隔震分為基礎(chǔ)隔震和層間隔震體系，其主要原理是以隔震層作為隔離裝置來(lái)抵抗和耗散地震。（1）基礎(chǔ)隔震體系基礎(chǔ)隔震體系作為最早出現(xiàn)的隔震體系，取得有效的隔震效果，從而使人們接受隔技術(shù)�；A(chǔ)隔震的原理是用隔震支座將基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)分開，從而阻止地震能量向上遞。從以往的抗震體系發(fā)現(xiàn)，抗震體系抵抗地震主要通過(guò)以剛治剛，但是對(duì)力學(xué)性能分析可以得知：建筑結(jié)構(gòu)固結(jié)于地面后，自身就像一個(gè)放大器，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)作用時(shí)，結(jié)所承受的地震加速度會(huì)隨著樓層的增高而增大，結(jié)構(gòu)頂層的加速度往往放大數(shù)倍之。基礎(chǔ)隔震體系的機(jī)理明晰，力學(xué)模型簡(jiǎn)單，減震效果明顯，適用多種建筑類型，1993由周福霖院士[12]設(shè)計(jì)的汕頭凌海路的一棟 8 層框架隔震體系[13]拉開了中國(guó)隔震技術(shù)序幕，在之后隔震體系憑借著獨(dú)有的優(yōu)越性，涉及的建筑類型和建筑數(shù)量突飛猛進(jìn)，止 2017 年，中國(guó)已建成的隔震建筑 3000 多棟。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888391