【摘要】：地震往往會(huì)造成較大的人員傷亡和建筑物的損毀,傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)與隔震設(shè)計(jì)在如何抵御地震對(duì)建筑物損傷這一問題上,兩者的設(shè)計(jì)思路大有不同。前者以防止建筑物倒塌和保證人身安全為目標(biāo),大震時(shí)依靠結(jié)構(gòu)的損傷吸收地震能量,但上部結(jié)構(gòu)的變形往往引起房屋內(nèi)部物品的破壞和人員傷亡;后者則以大震時(shí)上部結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生損傷為目標(biāo),地震能量幾乎全部由隔震層吸收,使上部結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作,不僅使結(jié)構(gòu)免遭破壞而且有效地保護(hù)了房屋內(nèi)的物品。近年來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于單獨(dú)設(shè)置隔震支座或單獨(dú)設(shè)置阻尼器的結(jié)構(gòu)已進(jìn)行了多方面的研究,并取得了許多研究成果。但結(jié)構(gòu)中同時(shí)設(shè)置隔震支座和阻尼器的研究還非常少。本文對(duì)水平地震作用下設(shè)置橡膠隔震支座和粘滯阻尼器的減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:(1)簡(jiǎn)述了疊層橡膠隔震支座和粘滯阻尼器技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、特點(diǎn)以及在工程中的應(yīng)用;闡述了橡膠隔震支座的性能、分析方法以及粘滯阻尼器的基本原理、力學(xué)模型和加入粘滯阻尼器之后結(jié)構(gòu)的分析方法及計(jì)算手段。(2)設(shè)計(jì)并制作了一下部混凝土、上部鋼結(jié)構(gòu)的二層混合結(jié)構(gòu),在不同地震波作用下對(duì)抗震結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)以及減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多工況振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn);測(cè)試了不同結(jié)構(gòu)不同位置的加速度、位移和應(yīng)變值。(3)對(duì)比分析了抗震結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)以及減震結(jié)構(gòu)的減震性能。結(jié)構(gòu)在安裝了隔震支座之后,結(jié)構(gòu)的周期得到有效延長(zhǎng),加速度和層間位移明顯減小,減震效果顯著;在隔震結(jié)構(gòu)上增加粘滯阻尼器后,因上部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和阻尼的增加,導(dǎo)致頂層加速度和層間位移明顯減小,但隔震層的加速度減小幅值不明顯,說明粘滯阻尼器的設(shè)置加劇了地震能量的消耗,但減震效果還與阻尼器的設(shè)置位置關(guān)系密切。(4)運(yùn)用彈塑性理論建立了試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的有限元模型,并運(yùn)用Midas Gen對(duì)模型進(jìn)行了時(shí)程計(jì)算,將有限元分析與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究。對(duì)比分析表明:有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)吻合較好,說明該有限元分析能較好的模擬工程實(shí)際問題,具有可行性和有效性。
[Abstract]:Earthquakes often cause more casualties and damage to buildings. The traditional seismic design and isolation design are different in how to resist the damage to buildings. The former aims to prevent the collapse of buildings and to ensure the safety of human beings. The damage of the structure absorbs the seismic energy when a large earthquake occurs, but the deformation of the superstructure often results in the destruction of the house interior items and casualties. The latter aims at no damage to the superstructure during a large earthquake, and almost all seismic energy is absorbed by the isolation layer, which makes the superstructure work in an elastic range, which not only prevents the structure from being damaged, but also effectively protects the objects in the house. In recent years, scholars at home and abroad have made many researches on the structures with isolation bearings or dampers, and have made many achievements. However, there are few researches on the isolation support and dampers in the structure at the same time. The main contents of this paper are as follows: (1) the history and present situation of the technology of laminated rubber isolation and viscous dampers are briefly described. Characteristics and application in engineering, performance, analysis method and the basic principle of viscous damper of rubber isolation bearing are expounded. The mechanical model and the analysis method and calculation method of the structure with viscous dampers. (2) A two-story hybrid structure with concrete and steel structure is designed and fabricated. The seismic structure is subjected to different seismic waves. The vibration table tests of isolation structure and damping structure are carried out, and the acceleration, displacement and strain values of different structures are tested. (3) the seismic performance of seismic structure, isolation structure and damping structure are compared and analyzed. After the isolation support is installed, the period of the structure is effectively prolonged, the acceleration and the interstory displacement are obviously reduced, and the damping effect is remarkable, and the lateral stiffness and damping of the superstructure increase after the viscous dampers are added to the isolated structure. The acceleration of the top layer and the displacement between the layers are obviously reduced, but the amplitude of the acceleration of the isolation layer is not obvious, which indicates that the setting of viscous damper increases the energy consumption of the earthquake. But the damping effect is also closely related to the location of the damper. (4) the finite element model of the experimental structure is established by using the elastic-plastic theory, and the time-history calculation of the model is carried out by using Midas Gen, and the finite element analysis is compared with the experimental results. The comparison and analysis show that the results of finite element analysis are in good agreement with the test, which shows that the finite element analysis can simulate the practical problems of engineering well, and it is feasible and effective.
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU398.9;TU352.1

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本文編號(hào)：2168259