文档介绍：华中科技大学
博士学位论文
滑移隔震结构的滑移位移研究
姓名:樊爱武
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:唐家祥;李黎
20050123
摘要
基础隔震能有效地保护建筑物免遭地震破坏保护人们的生命与财产安全滑
移隔震是基础隔震的一种形式具有技术简单易行隔震效果好隔震层滑动之后
不影响其竖向承载力造价较低等特点滑移位移是滑移支承设计的一个关键指标
因此本文在全面总结了近多年来国内外学者在滑移隔震研究的成果上研究了各
种因素对滑移位移的影响具体研究了以下几个方面的内容
研究了滑移隔震系统的构造阐述了滑移机构复位向心机构摩擦材料聚四
氟乙烯的特性和隔震房屋的构造措施总结了摩擦力模型研究了滑移隔
震结构的非线性动力方程的计算方法确定了时间步长的选取原则与收敛准则
在单向地震作用下研究了不同地震烈度不同摩擦系数时滑移隔震结构的地
震响应包括顶层最大加速度底层最大剪力隔震层的滑移位移残余位移和隔
震率通过比较滑移位移和隔震率提出了摩擦系数的建议值研究了不同上部结
构基本周期不同场地条件不同复位弹簧刚度对滑移位移的影响得出滑移隔震
结构适合于周期较短刚度较大的多层房屋不适用于类场地并给出适宜的复
位弹簧刚度
研究了双向谐和激励作用下在不同的激励频率比不同的激励幅值比不同
上部结构基本周期不同摩擦系数时考虑摩擦力的双向相互作用与不考虑摩擦力的
双向相互作用的滑移位移响应与上部结构加速度响应研究了双向地震作用下单层
与多层滑移隔震结构的在多种参数变化情况下考虑与不考虑摩擦力的双向相互作用
时的滑移位移响应和上部结构加速度响应结果表明考虑摩擦力的双向相互作用对
滑移位移的影响较大对上部结构加速度的影响较小因此滑移隔震结构对双向
地面运动的响应不能简单地取两个单向地面运动分别作用下结构响应的最大值
而必须考虑摩擦力的双向相互作用这样才能得到较为准确的计算结果
由于建筑结构本身的原因建筑物会产生一定的偏心本文研究了单轴偏心的
滑移隔震结构在一维和二维水平谐和激励和地震激励下的结构滑移位移响应计算
I
了不同偏心率时的滑移位移比较了对称结构与偏心结构在不同地震激励入射角时
的滑移位移响应得出随着偏心率的增加上部结构的基本周期逐渐增大但偏心
并不显著增加滑移支承的滑移位移
滑移隔震结构要求在风荷载作用下保持安定本文应用多种方法研究了不同摩
擦系数不同基本风压作用下滑移隔震体系的抗风稳定性 1 考虑一阶振型的等
效静力法 2 采用谐波合成法模拟近似的具有给定功率谱密度函数的脉动风作
用于结构上进行动力时程分析 3 根据风压的功率谱密度函数计算脉动风压的
概率法 4 计算了滑移隔震结构在最大风压作用下的抗风可靠度一次强风作用
下结构的失效概率和设计基准期内的结构的抗风可靠度 5 进行了抗倾覆验算
通过以上研究得出时程分析法与概率法得到的风荷载相近大于等效静力法得到
的风荷载根据抗风可靠度的计算结果得到了不同摩擦系数对不同风压区的适用
范围
最后对本文的研究工作进行了总结给出了研究中的一些结论并指出了需
进一步研究解决的问题
关键词滑移隔震结构滑移位移摩擦力双向相互作用偏心抗风稳定性
II
Abstract
Base isolation is an effective way to protect structures from damage in severe
earthquake. It can ensure the safety of people’s lives and properties. Sliding isolation is
one form of base isolation. It has the characteristics of simple technique, excellent
isolation effect, bearing capacity keeping the same after slide and lower investment, etc.
Sliding displacement is a key factor in sliding bearing design. Therefore every factor
influencing the sliding displacement is investigated on the basis of summarizing the study
results on sliding isolation over the past 20 years. The contents studie