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《中国建筑科学研究院》 2007年
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橡胶隔震支座的刚度特征与隔震建筑的性能试验研究

曾德民  
【摘要】: 近年来,基础隔震技术的应用越来越广泛,同时一些新的隔震体系如混合隔震和智能隔震系统也受到了研究人员的关注。本文的研究工作主要包括三个部分:1)隔震支座分析模型的归纳总结、隔震支座与结构柱串联系统和串联组合支座的水平刚度特性的理论和试验研究;2)铅芯橡胶支座隔震体系在多维地震动输入下的振动台试验;3)磁流变阻尼器+橡胶支座的智能隔震体系在单向水平地震动输入下的振动台试验。主要的创新工作和成果如下: 1.在总结和讨论多个隔震支座和阻尼器分析模型的特点和适用性的基础上,着重分析了隔震支座与结构柱串联系统和组合支座水平刚度特性的计算方法,对典型参数的影响进行了分析。数值计算表明,由于在一般情况下柱的变形很小,结构柱与橡胶支座直接串联的做法是允许的;当橡胶支座的直径比较大时,应用组合支座有利于发挥其多遇地震作用下的隔震效果。 2.对铅芯隔震组合支座的竖向和水平向的刚度特性进行了试验研究,比较了单个支座和组合支座的竖向刚度、水平等效刚度、等效阻尼比和水平屈服后刚度等特性,得出了组合支座的刚度特性主要由较小的支座决定,阻尼特性主要由较大的支座决定。研究表明铅芯橡胶支座中的铅芯在一定程度上增加了支座的剪切刚度,对弯曲刚度的影响则可以忽略不计,并按照这一结果给出了考虑铅芯修正的组合支座的水平刚度计算公式,通过理论公式的计算结果与试验实测值的比较,验证了理论公式的适用性。 3.设计、完成了二分之一比例的三层钢框架铅芯支座隔震模型在多维地震输入下的振动台试验,考察了在不同水准的地震波输入时,竖向和三向地震动输入对水平隔震效果的影响和上部结构的竖向地震反应差异,发现多向地震动输入对隔震结构隔震效果的影响不能忽视,这一情况在抗震设计中应适当加以考虑。 4.建立了由磁流变阻尼器+普通橡胶隔震支座的水平复合隔震体系的地震反应控制计算方法,控制算法包括经典线性最优控制(COC,Classic Optimum Control)、瞬时最优控制(IOC,Instantaneous optimum Control)、线性二次高斯法(LQG,LinearQuadratic Gaussian),并对国内研制的MRF-04K磁流变阻尼器进行了性能试验,确认了其力学性能和参数。 5.设计、完成了二分之一比例的三层钢框架混合隔震模型在单向水平地震动输入下的振动台试验。通过试验,考察了在不同条件和情况下的被动控制和智能控制的隔震结构的水平隔震效果,论证了磁流变阻尼器+橡胶隔震支座这一水平复合隔震体系的实用性和各种控制算法的有效性。 6.结合工程实例,论证了隔震减震复合技术在实际工程中应用的可行性和合理性,对隔震减震元件的选型、性能试验、施工安装等技术细节进行了讨论。实例分析表明,隔震减震复合技术在大型建筑中的应用还有很大的发展空间。
【学位授予单位】:中国建筑科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU352.12

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【引证文献】
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7 祁皑;范宏伟;;基础隔震结构高宽比限值的研究[A];首届海峡两岸土木建筑学术研讨会论文集[C];2005年
8 杜永峰;李慧;窛巍巍;窛佳亮;;叠层橡胶支座串联隔震体系抗火性能研究[A];第三届全国城市与工程安全减灾学术研讨会论文集[C];2010年
9 薛素铎;庄鹏;曹资;李彬双;;设置SMA-橡胶支座单层球面网壳结构的理论分析与性能研究[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
10 范雁;张季超;许勇;;广东科学中心E区隔震支座监测预警指标研究与应用[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 熊燕;昆明新机场航站楼装上防震“弹簧脚”[N];云南日报;2009年
2 本报记者 赵志国 采写;民生重建 笑靥正在拂去伤痛[N];中华建筑报;2010年
3 记者 熊燕;我省研发大型橡胶隔震支座用于昆明新机场建设[N];云南日报;2009年
4 记者 毛莎;洁美新家园[N];阿坝日报;2010年
5 景冬波;我市建起一座“抗震住宅楼”[N];运城日报;2010年
6 记者 李仲宏;蓝图嬗变实景探谜[N];阿坝日报;2010年
7 徐阳;以柔克刚的隔震建筑 [N];中国建设报;2002年
8 郝倩;万科遵道实践“震不倒”的学校[N];第一财经日报;2009年
9 本报记者 刘怀英;抗震技术好 地动房不倒[N];广元日报;2010年
10 本报记者 刘关;“结构理财”引导灾后重建新路[N];中国房地产报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘文光;橡胶隔震支座力学性能及隔震结构地震反应分析研究[D];北京工业大学;2003年
2 刘彦辉;带有分布参数的串联体系地震响应分析及智能控制[D];兰州理工大学;2009年
3 朱前坤;串联隔震体系屈曲后屈曲及大变形力学行为[D];兰州理工大学;2011年
4 姚菲;新型复合隔震体系的试验、模拟及分析[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李连东;劲性橡胶隔震支座的力学性能研究[D];河南大学;2012年
2 杨为;温度及剪切变形对橡胶支座性能参数的影响研究[D];华中科技大学;2012年
3 刘大榕;基于反应谱理论的并联基础隔震和砂垫层隔震研究[D];河海大学;2007年
4 汪新明;橡胶隔震支座的非线性建模及参数识别研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 魏锟;一种新型橡胶支座的力学性能研究[D];河南大学;2011年
6 文波;隔震技术在变电建筑物中的应用研究[D];西安理工大学;2004年
7 何明煜;部分观测下基于模型或数据的结构非线性的识别方法[D];厦门大学;2014年
8 熊源;屋顶钢塔TMD和塔底隔震双重减震性能研究[D];华中科技大学;2007年
9 郝天华;隧道内爆炸冲击下多层建筑物的隔震性能研究[D];天津大学;2010年
10 韦永祥;基于强震和风振记录分析隔震结构的动力特性[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
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