【摘要】：目前已有大量關(guān)于隔震結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方法的研究,但已有研究多著重考慮改善結(jié)構(gòu)的隔震性能,而對工程的整體經(jīng)濟(jì)效益關(guān)注較少。本文針對建筑隔震結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),研究基于成本—效益指標(biāo)的隔震支座參數(shù)優(yōu)化問題,提出了以結(jié)構(gòu)整體成本—效益指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的隔震支座參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。所提出的方法可同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的初始造價(jià)、地震損失成本和結(jié)構(gòu)可靠度。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)通過對文獻(xiàn)及專著的檢索和閱讀,對地震動(dòng)的特點(diǎn)、抗震技術(shù)的發(fā)展過程、成本—效益指標(biāo)的概念以及發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度理論進(jìn)行文獻(xiàn)綜述,并重點(diǎn)介紹成本—效益概念在土木工程領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和基于哈密頓蒙特卡羅的子集模擬方法,為后續(xù)的動(dòng)力可靠度分析進(jìn)行鋪墊。(2)系統(tǒng)研究了基于成本—效益指標(biāo)的隔震支座參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算法。由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型中以結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠度為主要約束,故在文中先對結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)進(jìn)行了定義,進(jìn)而介紹了結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度的求解方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的優(yōu)化算法。這些方法和理論是成功實(shí)現(xiàn)隔震結(jié)構(gòu)基于成本—效益指標(biāo)的隔震支座參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。(3)最后對多質(zhì)點(diǎn)的層剪切結(jié)構(gòu)和三維有限元模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基于成本—效益指標(biāo)的隔震支座參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),并將其成本—效益指標(biāo)與傳統(tǒng)隔震設(shè)計(jì)所得結(jié)果進(jìn)行了對比。本文還討論了結(jié)構(gòu)期望損失成本對優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響,以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和優(yōu)化方法的適用性。最后,本文還對結(jié)構(gòu)在全壽命周期內(nèi)損傷成本的大小進(jìn)行了探討。綜上,相較于傳統(tǒng)的隔震設(shè)計(jì)方法,本文所研究的方法能夠在滿足結(jié)構(gòu)性能(動(dòng)力可靠度)要求下使得結(jié)構(gòu)的工程效益最大化。本文研究為結(jié)構(gòu)隔震支座的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種有參考意義的新型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU352.12
【圖文】：

及地震動(dòng)的基本特點(diǎn)震的產(chǎn)生究表明，地震發(fā)生的直接原因與地球內(nèi)部的剛性巖石圈的構(gòu)造密切一個(gè)包含地殼在內(nèi)的厚度達(dá) 100~200km 的離散體。它主要是由 6 個(gè)，并且覆蓋于地球的表面，如太平洋板塊、歐亞板塊、北美板塊等，小的板塊，如加勒比板塊等。每個(gè)板塊都在不停的運(yùn)動(dòng)[1]， 板塊運(yùn)部分產(chǎn)生擠壓力或者拖拽力，當(dāng)這些力作用到巖石圈的巖石上時(shí)，或者化學(xué)變化，然而，巖石圈的剛度相當(dāng)?shù)拇�，以致可以傳遞很大板塊間積累的應(yīng)力達(dá)到一定的界限值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致巖石的突然爆裂放出巨大的能量，這些能量大部分會(huì)以熱能的方式消散，還有一部界傳播，并引發(fā)了地球的振動(dòng)，即地震[2][3]。

地震波分為兩種，體波和面波。體波[1][2]由“縱波”和“橫波”構(gòu)成，于地球的內(nèi)部�？v波又稱為壓縮波，當(dāng)它作用于質(zhì)點(diǎn)后，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一致，可以在液體或固體介質(zhì)中進(jìn)行傳播，速度通常為 1.5~8km/s，傳密切相關(guān)，p2v 1 1 2 E ；2 1 2 E ；pv 為縱波波速；E、 分別為介質(zhì)的松比； 為介質(zhì)的密度。波又名剪切波，其質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向相垂直，但只能在固體的，橫波的波速sv 可用下式進(jìn)行計(jì)算： sv

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 張猛;張哲;李天;;與規(guī)范反應(yīng)譜相對應(yīng)的Clough-Penzien模型參數(shù)研究[J];世界地震工程;2007年01期

2 李剛,楊迪雄,程耿東;基于功能的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

3 李建中,袁萬城,范立礎(chǔ);連續(xù)梁橋減、隔震體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];土木工程學(xué)報(bào);1998年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 卜國雄;高聳結(jié)構(gòu)基于性能的TMD/AMD設(shè)計(jì)及其動(dòng)力可靠度分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2736736