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不规则结构基础隔震性能研究与应用

张冉  
【摘要】:基础隔震技术是当今在抗震减灾研究方面应用范围比较普遍的一种技术。随着国内外对于基础隔震技术的研究的体系越来越完善,在近些年的实际工程中,基础隔震技术体系已经得到较为广泛的的发展与推广。基础隔震结构体系相比较于传统的抗震结构系统体系有着无可比拟的优势,因此,本文将对比传统抗震技术与基础隔震技术系统进行一系列有限的研究。本文选取了一座五层的平立面不规则的框架结构作为工程背景,该工程案例来源于温州某学校教学楼的工程实例。本文主要使用有限元软件SAP2000建立传统抗震的结构模型与基础隔震的结构模型进行模拟分析,再使用PKPM建立上述两种模型,对前面得到的结果进行计算校核。本文中首先概述了基础隔震技术体系在国内外的一系列研究的现状、成果以及应用;然后,介绍了基础隔震装置的分类组成,主要的介绍了叠层铅芯橡胶隔震支座的力学特性与该种类支座的隔震减震的理论体系基础;然后从理论体系的层次研究分析了基础隔震体系的工作原理并建立相应的力学计算模型,接着在有限元分析软件SAP2000和结构设计软件PKPM中分别建立了传统抗震结构的有限元计算模型与基础隔震结构的有限元计算模型,并且分别进行了数值模拟,再通过计算模拟上述几种结构模型,分别在有限元软件中建立的模型,分别将这几个模型在多遇地震的几种地震波作用下进行了动力时程反应分析,得出了结构的层间加速度、层间位移值以及层间剪力值这几项力学指标,计算出该基础隔震结构体系模型的减震率,通过分析研究该基础隔震结构体系的减震效果率,通过对比的研究与计算得出了传统抗震结构体系与基础隔震结构的抗震体系之间的性能差别。最后,还将传统抗震结构与基础隔震结构的经济性进行了对比,体现了基础隔震结构相较于传统抗震结构具有明显的的经济性和具有较好的安全性能。通过本文研究的表明,相比较于传统的抗震框架结构体系,基础隔震结构体系的优势是无可比拟的。不论是从结构体系的抗震安全性能,还是对这两种结构进行经济性分析,基础隔震结构体系都比传统的抗震结构体系优势很大。相较于传统抗震结构体系,基础隔震结构体系的抗震性能较好,可以给结构的安全性能提供更多的保障;经济上,基础隔震结构体系造价基本保持相接近或者会有所减少,并且,基础隔震结构体系在发生大震之后,所需要结构修复的费用要少上许多。简而言之,相比较于传统抗震结构体系而言,基础隔震结构体系的结构安全性和造价的经济性方面,都有很大的优势。


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