楼板隔震消能减震结构体系研究

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地震是一种破坏性极大的自然灾害,随着强震观测仪的改进,以及地震记录的不断取得,推动了减震技术飞速发展,目前减震控制技术主要分为:主动控制,半主动控制以及被动控制三种,本文主要对被动控制进行了一定的研究。基于目前的减震体系(基础隔震,耗能减震,调谐减震)存在的不足,本文提出了一种新的减震体系——楼板隔震消能减震结构体系。其基本思想是:把楼板与主体结构的梁和柱,剪力墙等分离开来,在楼板与梁、楼板与柱之间设置隔震消能阻尼器,形成楼板隔震消能减震结构体系。该体系的竖向荷载传递路径与传统结构体系相同,而当房屋在地震作用下发生振动时,消能阻尼器能够比较灵敏、高效地消耗地震能量,同时,该结构体系兼有一定的隔震和质量调谐功能,能够更好地减小主体结构的地震反应。本文的主要研究内容归纳如下:一、对楼板隔震消能减震体系进行了理论分析,主要研究了隔震垫(阻尼器)的水平刚度,楼板质量,以及隔震垫附加给结构的阻尼比三者对结构减震效果的影响。理论上得出楼板隔震消能减震体系,可以通过调节上述三个参数,使主体结构具有良好的减震效果。二、用有限元程序SAP2000对单层楼板隔震消能减震体系进行了有限元分析,通过输入不同的地震波,不同的阻尼器水平刚度,不同的楼板质量等分别作了大量的电算,比较完整的研究了这些参数对结构减震效果的影响。提出了使楼板隔震消能减震体系具有良好减震效果的参数范围。三、用有限元程序SAP2000对6层楼板隔震消能减震结构及传统结构输入7度大震TaftEW波,分别进行了地震反应的计算和对比,并对楼板隔震消能减震结构的隔震消能层的设置位置进行了探讨。研究结果表明,楼板隔震消能减震结构比传统结构有明显的减震效果,隔震消能层的位置设置在下部楼层效果较好。四、分别对单层的传统结构体系钢框架模型和楼板隔震消能减震结构体系钢框架模型进行了模拟地震振动台试验,对试验结果进行了分析。试验结果表明,楼板隔震消能减震体系对结构加速度和底部剪力有非常显著的减震效果,但楼板的位移由于释放了部分自由度,有一定程度的增大,这可能是本次试验采用的隔震垫阻尼系数不够大导致的。只要选择阻尼值较大的隔震器阻尼器的参数,就可以实现主体结构层间位移和楼板位移均显著减小的目的。五、最后对全文进行了总结,并提出今后进一步研究的建议。
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