文档介绍：北京工业大学
博士学位论文
隔震建筑性能控制
姓名:杨林
申请学位级别:博士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:周锡元;闫维明
20070301
摘要中低层房屋采用叠层钢板橡胶支座进行基础隔震,可以大幅度地提高抗震能力,但也存在一些不足,即当隔震建筑遭遇地震波中的低频成分时仍存在发生类共振的可能性。由于隔震层的刚度比上部结构层间刚度小叮踔粮。形将集中发生在隔震层。为使隔震层具有较大的变形能力,需要采用直径较大的隔震橡胶支座,但水平刚度和造价一般就要增大。出于经济方面的考虑,橡胶支座直径不可能用得太大,且一经投入工程使用,其刚度和阻尼就不能再加以改变,地震时的水平位移就有可能会超过其变形极限,导致发生失稳现象。如何确保橡胶支座在罕遇地震或长周期地震时的安全,同时控制上部结构地震反应是一个急待解决的问题。针对上述问题,本文主要采取了直;ご胧⒄购透慕嘶「粽鸨涓斩缺;ご胧赐ü诟粽鸩阋敫郊拥衫改变结构周期,选取了恰当的参数,减小了隔震层变形。文中按照多质点结构分析模型建编制了弹塑性分析程序。进行了地震模拟振动台试验。理论与试验分析结果表明:变刚度隔震保护方案是合理可行的,能有效改变结构动力特性,减小隔震层变形,同时还能使上部结构层间剪力不明显增大,具有很好的应用前景。文中设计制作了变剐度隔震保护装置,获得了国家专利。钊胙芯苛嘶「粽鹑碜怕奖;ご胧赐ü诟粽鸩阍錾枰恢钟沙性橡胶支座和一端具有摩擦滑动面的、在正常使用状态下增设不受竖向荷载的后备支座组成的并联隔震体系,用以防止承载橡胶支座发生大变形失稳破坏。本文在理论分析的基础上进行了地震模拟振动台试验,展示了限位保护措施的效果以及轴压力转移的情况。理论分析与试验结果表明:·软着陆保护能有效保护承载支座免遭失稳破坏,同时还能提供附加的阻尼,可以同时将隔震层和上部结构的层问位移控制在允许范围以内。软着陆保护为实际工程应用提供了必要的理论与试验技术支持,不失为一种经济有效的基础隔震保护措施。捎眯滦途薜缌鞅湟荷杓屏巳諩枘崞鳎芯苛酥悄芨粽鸨;ぜ际酰申报了国家专利。对触发限位型阻尼器隔震结构进行了理论分析,编制了程序,通过实例分析,探讨了其在限制支座大变形中的作用,选取了恰当的参数。同时,对采用剪切阀式阻尼器结合各种算法进行了智能隔震仿真对比分析,\.’,
关键词:编制了分析程序,设计了模糊逻辑控制和位移限值控制算法,综合考虑了隔震周期、隔震层阻尼比、上部结构刚度、上部结构阻尼比、半主动控制中不同的权系数对控制效果的影响,选取了适宜的区间范围,考虑了土和结构相互作用的影响。此外,本文还设计了一种具有较大粘滞阻尼系数和可调系数的双出杆双缸阻尼器,进行了仿真分析。结果表明,阻尼智能隔震是很好的隔震保护方案,能有效地改善被动隔震系统的性能,可用来防止隔震层因过大变形而失效破坏,同时也能控制和减少上部结构地震反应。此项成果为迸一步的研究和实际应用奠疚牟捎肕枘崞骱透慕氖凳笨刂瞥绦蚪辛苏穸ò胫鞫刂剖验,通过和基础固定、基础隔震的对比,验证了该阻尼器在瞬时最优、模糊逻辑控制、位移限值控制算法以及零场控制和满场控制的效果以及相对于一般基础隔震的优越性。试验结果表明:智能隔震系统不仅能够大幅度减小隔震层的水平位移,有效保护隔震层和隔震支座,上部结构层问位移反应和加速度反应也得到了有效的控制。采用阻尼器的智能隔震系统能够有效地改善隔震结构的性能,大大提高隔震建筑的安全可靠性。此外,本文除了用以上方法来限制隔震支座过大位移,保护隔震层及其上部结构外,还对一种具有自身限位复位功能的摩擦摆ё辛思蛞7治觯完成了国内首个粽鸾峁沟卣鹉D庹穸ㄊ匝椋ü邢拊=:头治龆模型结果进行了验证。此外,本文还针对Σ涟诘目蛊揭埔慌ぷ7从了分析和算例验证,针对摩擦摆的缺点提出了两项改进措施:抗拔型摩擦摆支座和变曲率自行复位保护三维减隔震耗能支座,获得了国家专利。试验和仿真分析结果表明:芄挥行У母衾氲孛嬖硕映ど喜拷峁沟淖哉裰芷冢跎俚卣作用对上部结构的影响;与基础固定结构相比,具有较好的抗平一扭性能;利用有限元分析模型能够较好的模拟实际结构的地震反应。这些都说明皇一种有效的隔震装置。基础隔震;变刚度保护;软着陆保护;智能隔震;摩擦摆;振动台试验定了基础。北京工业大学工学博士学位论文●
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导师签名:—黼日期:独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果