本文關(guān)鍵詞：近斷層地震動作用下的自復(fù)位隔震體系反應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： SMA 近斷層地震 SMA自復(fù)位隔震體系 自復(fù)位能力 地震動反應(yīng)

【摘要】：基礎(chǔ)隔震體系通過增加建筑結(jié)構(gòu)的自振周期,能有效減小上部結(jié)構(gòu)的地震動反應(yīng),且基礎(chǔ)隔震支座附加有一定的阻尼,可以較明顯地耗散地震動能量,其技術(shù)成熟且已有相關(guān)國家規(guī)范頒布,并被廣泛的應(yīng)用到工程實(shí)踐中。工程中應(yīng)用最為廣泛的疊層鉛芯橡膠支座,在多遇地震作用下,能很好的發(fā)揮作用,起到很好的隔震效果。近斷層地震動含有速度大脈沖效應(yīng),對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響比一般地震動更大�；A(chǔ)隔震支座在近斷層地震作用下,其耗能能力有限,且會產(chǎn)生很大的彈塑性變形,使隔震支座在地震動作用后不能回復(fù)到初始位置。殘余變形的積累也會使隔震支座發(fā)生破壞,甚至失效。而形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡稱SMA)新型材料的研究和開發(fā)為改善鉛芯橡膠支座的性能提供了可能。SMA是一種智能合金材料,具有特殊的超彈特性(Pseudoelasticity,簡稱PE)和形狀記憶效應(yīng)(Shape Memory Effect,簡稱SME),利用SMA在應(yīng)力誘發(fā)下的馬氏體相變提供的自復(fù)位功能可以改善鉛芯橡膠支座的變形特性。本文對復(fù)合SMA材料的基礎(chǔ)疊層隔震支座在近斷層地震動下的反應(yīng)進(jìn)行了深入的研究和分析,主要內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)提出了一種新型自復(fù)位隔震支座,建立了恢復(fù)力模型,并用Simulink對此種自復(fù)位隔震支座進(jìn)行的數(shù)值模擬,為研究基礎(chǔ)隔震體系在近斷層地震動作用下的反應(yīng)提供了基礎(chǔ)。(2)分別考慮了在近斷層地震動抗震設(shè)防烈度為8、9度兩種情況下的基礎(chǔ)隔震體系的地震動反應(yīng),研究了隔震層和上部結(jié)構(gòu)的層間位移及絕對加速度反應(yīng),考察了此種新型SMA自復(fù)位隔震支座的隔振效果。分析結(jié)果表明,SMA能有效地改善隔震支座的變形特性。(3)分別研究了自復(fù)位隔震體系、鉛芯橡膠支座隔震體系及未隔震建筑結(jié)構(gòu)的近斷層地震動反應(yīng),結(jié)果表明,SMA自復(fù)位隔震體系及鉛芯橡膠隔震體系都能很好地降低上部結(jié)構(gòu)的地震動反應(yīng),鉛芯橡膠隔震支座層間位移過大,已失去隔震能力,而SMA自復(fù)位隔震支座位移較小,能有效發(fā)揮隔震作用。(4)分別研究了具有及未具有速度脈沖效應(yīng)的近斷層地震動下的SMA自復(fù)位隔震體系的反應(yīng),以驗(yàn)證具有速度脈沖效應(yīng)的近斷層地震動對結(jié)構(gòu)反應(yīng)有重要影響,而SMA自復(fù)位隔震支座具有良好的變形特性。PGV值對結(jié)構(gòu)反應(yīng)影響較大,隔震率隨著PGV值的增加而降低。(5)分別研究了SMA數(shù)量、屈服位移及預(yù)應(yīng)變等參數(shù)對自復(fù)位隔震體系的反應(yīng)的影響,結(jié)果表明,SMA數(shù)量、屈服位移影響較大,而預(yù)應(yīng)變水平影響較小。
【關(guān)鍵詞】：SMA 近斷層地震 SMA自復(fù)位隔震體系 自復(fù)位能力 地震動反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU352.12
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-34
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 近斷層地震的特點(diǎn)及對工程結(jié)構(gòu)的影響13-20
• 1.2.1 近斷層地震的特性13-18
• 1.2.2 近斷層地震動對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)反應(yīng)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 基礎(chǔ)隔震技術(shù)的研究與發(fā)展20-27
• 1.3.1 引言20
• 1.3.2 基礎(chǔ)隔震原理20-22
• 1.3.3 國外基礎(chǔ)隔震技術(shù)的研究與發(fā)展22-25
• 1.3.4 國內(nèi)基礎(chǔ)隔震技術(shù)的研究與發(fā)展25-27
• 1.4 自復(fù)位基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)研究綜述27-32
• 1.4.1 自復(fù)位摩擦滑移隔震系統(tǒng)27-28
• 1.4.2 SMA自復(fù)位隔震系統(tǒng)28-32
• 1.5 本文重要研究內(nèi)容32-34
• 2 SMA自復(fù)位隔震體系的設(shè)計(jì)與研發(fā)34-52
• 2.1 引言34
• 2.2 SMA合金材料的應(yīng)用與特性34-40
• 2.2.1 SMA合金材料的應(yīng)用34-36
• 2.2.2 形狀記憶合金的工作原理36-38
• 2.2.3 SMA形狀記憶特性38-39
• 2.2.4 SMA超彈特性39
• 2.2.5 影響SMA特性的因素39-40
• 2.3 鉛芯橡膠支座的構(gòu)造設(shè)計(jì)40-46
• 2.3.1 鉛芯橡膠支座的基本參數(shù)40-41
• 2.3.2 水平剛度41-43
• 2.3.3 豎向剛度43-44
• 2.3.4 形狀系數(shù)44-45
• 2.3.5 拉伸性能45
• 2.3.6 阻尼性能45-46
• 2.4 SMA自復(fù)位橡膠隔震體系的設(shè)計(jì)、構(gòu)造及工作原理46-50
• 2.4.1 SMA自復(fù)位橡膠支座的設(shè)計(jì)思想46-47
• 2.4.2 SMA自復(fù)位橡膠支座的構(gòu)造形式47
• 2.4.3 SMA自復(fù)位橡膠支座的工作原理47-48
• 2.4.4 SMA自復(fù)位橡膠支座的功能48-49
• 2.4.5 SMA自復(fù)位橡膠支座的特性49-50
• 2.5 小結(jié)50-52
• 3 SMA自復(fù)位隔震體系理論模型的建立及數(shù)值模擬52-65
• 3.1 引言52-53
• 3.2 鉛芯橡膠支座及SMA的本構(gòu)模型53-59
• 3.2.1 鉛芯橡膠支座的非線性微分模型53-54
• 3.2.2 SMA力學(xué)本構(gòu)模型54-59
• 3.3 SMA自復(fù)位隔震體系的恢復(fù)力理論模型59-60
• 3.4 SMA自復(fù)位橡膠支座本構(gòu)模型的仿真數(shù)值模擬60-64
• 3.4.1 SMA自復(fù)位橡膠支座理論模型的Simulink建模60-61
• 3.4.2 SMA自復(fù)位橡膠支座理論模型的仿真數(shù)值模擬61-64
• 3.5 小結(jié)64-65
• 4 近斷層地震作用下SMA自復(fù)位隔震體系彈塑性時程分析65-81
• 4.1 引言65-66
• 4.2 結(jié)構(gòu)分析模型及地震波的選取66-69
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)分析模型66-68
• 4.2.2 地震波的選取68-69
• 4.3 地震動激勵下基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)方程及Simulink建模69-72
• 4.3.1 SMA自復(fù)位隔震體系動力學(xué)方程69
• 4.3.2 SMA自復(fù)位隔震體系Simulink建模69-72
• 4.4 近斷層地震作用下SMA自復(fù)位隔震體系反應(yīng)分析72-80
• 4.4.1 中、大震作用下SMA自復(fù)位隔震體系反應(yīng)分析72-78
• 4.4.2 近斷層地震作用下基礎(chǔ)隔震體系地震動反應(yīng)對比分析78-80
• 4.5 小結(jié)80-81
• 5 近斷層地震動作用下SMA自復(fù)位隔震體系參數(shù)優(yōu)化分析81-104
• 5.1 引言81
• 5.2 近斷層地震動特性對結(jié)構(gòu)的影響81-85
• 5.2.1 近斷層地震動速度脈沖效應(yīng)對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響81-83
• 5.2.2 近斷層地震動PGV對結(jié)構(gòu)地震動反應(yīng)的影響83-85
• 5.3 SMA性能對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響85-103
• 5.3.1 SMA數(shù)量對地震動反應(yīng)的影響85-90
• 5.3.2 SMA屈服位移對地震動反應(yīng)的影響90-97
• 5.3.3 SMA預(yù)應(yīng)變對地震動反應(yīng)的影響97-103
• 5.4 小結(jié)103-104
• 6 結(jié)論與展望104-107
• 6.1 結(jié)論104-105
• 6.2 展望105-107
• 參考文獻(xiàn)107-115
• 個人簡歷、在校期間學(xué)術(shù)成果115-116
• 致謝116

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8 杜永峰;李慧;z浳∥，

本文編號：535017