云南屬高原山區(qū),其境內(nèi)山區(qū)、半山區(qū)面積占全省總面積的94%,建設(shè)用地匱乏。山地建筑是一種與山地地形緊密結(jié)合、與自然環(huán)境高度融合的建筑形式,在開發(fā)坡(臺(tái))地時(shí)可避免大量挖、填方工作,優(yōu)勢(shì)顯著,因此山地建筑在云南的應(yīng)用前景十分廣闊。然而,云南又是我國(guó)地震災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一,山地建筑由于先天豎向不規(guī)則,導(dǎo)致其抗震能力較弱,加之山地建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論研究嚴(yán)重滯后于工程實(shí)踐,因此在地震區(qū)建設(shè)山地建筑存在抗震安全隱患。在此背景下,本文提出將隔震技術(shù)應(yīng)用于山地建筑中,形成山地隔震建筑,以提高山地建筑的抗震能力。本文關(guān)于山地隔震建筑的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:1.在第一章中,根據(jù)隔震技術(shù)的特殊要求,結(jié)合傳統(tǒng)山地建筑形式,將山地隔震建筑劃分為斜板式、掉層式、吊腳式及層間式4種結(jié)構(gòu)形式,并指出了每一種結(jié)構(gòu)形式存在的特定問題,本文以典型的掉層式隔震結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象。2.在第二章中,首先利用靜力有限元法研究了基礎(chǔ)隔震和山地掉層隔震結(jié)構(gòu)在水平地震和結(jié)構(gòu)自重共同作用下隔震層橡膠支座豎向應(yīng)力的分布規(guī)律,在此基礎(chǔ)上引入橡膠支座豎向拉壓剛度不一致的條件,以橡膠支座受拉或受壓達(dá)到其極限承載力作為隔震結(jié)構(gòu)傾覆失效的臨界條件,分別對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)隔震和山地掉層隔震結(jié)構(gòu)的傾覆失效問題進(jìn)行了研究,得到了傳統(tǒng)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)修正的高寬比限值計(jì)算公式和山地掉層隔震結(jié)構(gòu)橫坡向、順坡向高寬比(名義高寬比)限值的計(jì)算公式,揭示了山地掉層隔震結(jié)構(gòu)順、橫坡向傾覆失效的機(jī)理。3.在第三章中,針對(duì)傳統(tǒng)分部設(shè)計(jì)法的缺陷,提出了適用于山地掉層隔震結(jié)構(gòu)的包絡(luò)設(shè)計(jì)法,采用該包絡(luò)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了一棟位于8度設(shè)防區(qū)掉2層1跨的混凝土掉層隔震框架結(jié)構(gòu),并通過有限元數(shù)值分析初步證明了包絡(luò)設(shè)計(jì)法的有效性,最后以該掉層隔震框架結(jié)構(gòu)為試驗(yàn)原型制作了相似比為1:10的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?.在第四章中,以選定的三條地震波分別按不同的地震水準(zhǔn)對(duì)山地掉層隔震和抗震結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行一系列的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),綜合考察了山地掉層隔震和抗震結(jié)構(gòu)模型的抗震性能,最后建立了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的有限元模型,并和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:山地掉層隔震結(jié)構(gòu)的抗震性能明顯高于抗震結(jié)構(gòu);試驗(yàn)結(jié)果直接驗(yàn)證了包絡(luò)設(shè)計(jì)法的有效性和山地掉層隔震結(jié)構(gòu)橫坡向、順坡向傾覆控制理論公式的正確性。5.在第五章中,首先基于橡膠支座抗拉性能差的特點(diǎn),提出了一種新型導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座,并通過擬靜力試驗(yàn)分別對(duì)普通橡膠支座和導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座進(jìn)行了水平壓剪和豎向單軸拉伸試驗(yàn)研究,接著借助ABAQUS有限元分析平臺(tái)對(duì)單個(gè)抗拉裝置及導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬,最后根據(jù)擬靜力試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果提出了導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座的本構(gòu)關(guān)系,并通過工程實(shí)例證實(shí)了導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座可以大幅度提高隔震建筑的抗傾覆能力。目前國(guó)內(nèi)外在山地隔震建筑的研究領(lǐng)域仍屬空白,上述研究有助于提高山地建筑的抗震性能,緩解建筑用地的壓力;有助于了解山地掉層隔震結(jié)構(gòu)順坡向與橫坡向傾覆失效機(jī)理,在方案階段正確地評(píng)估山地掉層隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆能力,同時(shí)為提高山地掉層隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆能力提出了一種抗拉能力強(qiáng)的導(dǎo)軌式抗拉橡膠支座,本文的研究結(jié)果為山地掉層隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供一定依據(jù)和參考。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.12
【部分圖文】：

我國(guó)死于地震的人數(shù)達(dá) 55 萬之多，占全災(zāi)害的嚴(yán)重性構(gòu)成中國(guó)的基本國(guó)情之一。1976 年唐，70.86 萬人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到 132.75 億元人造成 69225 人死亡，374640 人受傷，17939 人失蹤，010 年玉樹 M7.1 級(jí)地震，造成死亡 2200 人，70 人[4, 5]；2013 年蘆山 M7.0 級(jí)地震，造成 196 人死亡，全球活動(dòng)性最強(qiáng)的印度洋板塊與歐亞板塊碰撞帶邊沿南澗地震帶、大關(guān) 馬邊地震帶、瀾滄 耿馬地震帶震帶、通海 石屏地震帶、南華 楚雄地震帶 8 條地繁、地震災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一，云南地震斷裂帶分 度及以上面積占全省面積的 92.56%，如圖 1-2 和表共發(fā)生 5 級(jí)以上地震多達(dá) 20 余次，造成了人員的重此云南省的抗震設(shè)防工作形勢(shì)極為嚴(yán)峻。

圖 1-2 云南省地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖Fig.1-2 Seismic zoning map of ground motion in Yunna表 1-1 云南省各設(shè)防烈度區(qū)域面積占比情況Table 1-1 Fortification intensity area ratio烈度 面積占比6 度（0.05g） 8.88%7 度（0.10g、0.15g） 45.01%8 度（0.20g、0.30g） 46.11%9 度（0.40g） 1.44%表 1-2 云南省 5 級(jí)以上地震統(tǒng)計(jì)表1-2 More than 5 magnitude earthquake statistical table in 地點(diǎn) 震級(jí) 人員傷亡及財(cái)產(chǎn)通海 7.7 級(jí) 倒塌房屋 338456 間，死亡 15621 人大關(guān) 7.1 級(jí)地震造成 1423 人死亡，1600 人受傷程度的損壞和破壞，其中倒塌 2800

理工大學(xué)博士學(xué)位論文式分為掉層、吊腳、附崖、錯(cuò)臺(tái)和錯(cuò)層 5 種形式，并給出了各種形式具體概念和范疇。本文根據(jù)隔震結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并結(jié)合傳統(tǒng)山地建筑的 5 種形式，提出掉層、吊腳、錯(cuò)層、 4 種適宜應(yīng)用隔震技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)隔震層的設(shè)置位置，將山地隔震建筑具體分板式、掉層式、吊腳式及層間式 4 種形式，如圖 1-3 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889550