考慮三維隔震的大高寬比結構抗傾覆機理研究

《考慮三維隔震的大高寬比結構抗傾覆機理研究》是依託福州大學，由顏學淵擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：考慮三維隔震的大高寬比結構抗傾覆機理研究
• 依託單位：福州大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：顏學淵

項目摘要

橡膠墊隔震技術是一種安全有效的結構振動控制技術，但該技術套用於大高寬比三維隔震結構時，如何解決結構的傾覆問題至關重要。本項目將對考慮三維隔震的大高寬比結構的抗傾覆機理進行研究。在分析大高寬比三維隔震結構傾覆機制的基礎上，首先基於申請者前期研究改進一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時實現水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。並進行裝置的力學性能試驗，分析影響裝置水平、豎向承載力和剛度的參數，研究其力學行為，進而建立裝置的力學模型。其次建立套用該類裝置的大高寬比三維隔震結構的初始計算模型，進行數值分析研究高寬比限值和三維隔震以及抗傾覆各特徵參數之間的關係，研究最不利荷載作用下以及單維和多維激勵下，高寬比逐步增大時，結構的動力回響特性。隨後設計一大高寬比模型結構，進行振動台試驗，對比試驗和數值分析結果，並最終修正結構的初始計算模型。本項研究將豐富建築隔震的方法和內容，提高隔震結構的安全性。

結題摘要

在分析大高寬比三維隔震結構傾覆機制的基礎上，首先提出一種三維隔震抗傾覆裝置，該裝置既能同時實現水平和豎向隔震功能，又具有抗傾覆能力。並進行裝置的力學性能試驗，分析影響裝置水平、豎向承載力和剛度的參數，研究其力學行為，進而建立裝置的力學模型。通過實體建模建立裝置的有限元模型並進行數值分析，將數值分析得到的裝置的水平和豎向結果與性能試驗結果進行對比，驗證數值分析模型的正確性。其次建立套用該類裝置的大高寬比三維隔震結構的計算模型，進行數值分析研究高寬比限值和三維隔震以及抗傾覆各特徵參數之間的關係，研究最不利荷載作用下以及單維和多維激勵下，高寬比逐步增大時，結構的動力回響特性。隨後設計一大高寬比模型結構，進行振動台試驗，對比試驗和數值分析結果，並最終修正結構的計算模型。進而，基於研究過程中遇到的問題，改進三維隔震抗傾覆裝置，並再次進行相應的數值分析。考慮三維隔震結構的地震反應特點，採用水平加速度、豎向加速度和傾角這三個參數作為高層三維隔震結構的性能指標。給出基於性能的高層三維隔震結構的水平和豎向加速度性能指標、傾角的建議值。給出了高層三維隔震結構基於性能設計的流程。 以基於隔震技術的巨型框剪-子結構為研究對象，通過對巨型結構的布置、主次結構剛度比設定、巨型隔震結構體系隔震支座的選取等，研究巨型隔震結構體系與抗震體系的地震反應、主次結構碰撞問題等，為三維隔震技術套用於巨型結構開展先期研究。 提出一種橢圓形鋼鉛耗能器，套用有限元分析軟體ANSYS建立了橢圓形鋼鉛耗能器的實體模型，通過試驗研究獲得耗能器的力學性能。在理論研究和數值分析的基礎上，通過回歸分析建立了耗能器滯回規律簡化計算公式；根據耗能器滯回曲線面積的大小對耗能器在主方向和輔方向進行了參數優選；套用耗能器於結構體系進行減震仿真計算。