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金属滑移支座隔震系统试验研究及简化模型分析

许炜萍  
【摘要】: 本文对山东大学陈青来教授自主设计制造的FPS隔震支座和金属阻尼器所组成的隔震系统,在中国建筑科学研究院进行的大型振动台模拟地震试验的EL—centro(ELC)地震波的反应数据进行了研究分析,并利用四阶Runge-Kutta法结合VC语言编程对简化试验模型的非线性振动微分方程进行了求解,就以下几个方面内容进行了讨论: 第一,通过对ELC地震波试验数据的对比分析,研究了该新型隔震系统的隔震效果。研究表明,该系统具有良好隔震效果,能大幅度减弱上部结构的地震反应;并具有良好的自复位能力,无需另外附加复位装置;由于隔震后结构顶层的加速度放大倍数的大幅度削弱,可能对减弱结构的鞭梢效应有效。 第二,利用ELC地震波试验数据的分析,通过比较预设三档不同档阻尼值情况下的隔震效果,分析了不同阻尼值对隔震效果的影响。研究表明,阻尼值对于结构加速度时程的影响较为明显,而对于楼层加速度放大倍数和层间位移的影响并不明显;相比之下,预设第三档阻尼值有最佳的隔震效果。 第三,通过选择合理的简化模型,对上部结构和隔震支座进行了简化处理,得出其非线性振动的微分方程,利用四阶Runge-Kutta法结合VC语言编程对方程进行了求解。通过变化隔震支座的摩擦系数和半径得出不同的计算结果,并对其进行了分析比较。研究表明,在较小的地震动作用下,隔震支座的摩擦系数对于楼层加速度放大倍数有明显影响,而随着地震动作用的增强影响逐渐减弱;在相同的地震动作用下,上部结构的层间位移呈先减小后增大的趋势;半径变化对楼层加速度放大倍数的影响明显,而对层间位移(结构底层除外)的影响不明显;比较和平衡各种情况,得出摩擦系数在0.18左右时,隔震支座可取得理论上的最佳隔震效果。 最后,对于本文存在的不足之处以及以后需要进一步研究的问题提出了自己的几点看法。


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