基于SHMS的超長基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)溫度相關(guān)性研究及地震響應(yīng)分析.pdf

1、隨著人類生活水平的提高以及現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展需求，大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，結(jié)構(gòu)型式向超長、超大跨度、超高、造型獨特的方向發(fā)展。基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)以其柔性隔震層減小了傳入上部結(jié)構(gòu)的地震能量，在地震中表現(xiàn)出良好的隔震性能，使得隔震技術(shù)得到了充分的應(yīng)用與發(fā)展。相比于非隔震結(jié)構(gòu)，地震區(qū)的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)大大減小了地震引發(fā)的經(jīng)濟損失和人員傷亡。然而，規(guī)范關(guān)于環(huán)境荷載（溫度、濕度、風(fēng)荷載等）對超長基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)影響并沒有針對性的設(shè)計要求。研究環(huán)境荷載作用下超長

2、隔震結(jié)構(gòu)靜動力特性的演變規(guī)律，分離環(huán)境荷載的影響，是準確合理評估結(jié)構(gòu)性能的前提。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)（SHMS）為研究基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的靜動力特性演變規(guī)律及為結(jié)構(gòu)性能評估提供可靠數(shù)據(jù)，而基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)由于柔性隔震層的設(shè)計，表現(xiàn)出不同于非隔震結(jié)構(gòu)的特性，使其健康監(jiān)測系統(tǒng)不同于大跨度橋梁、隧道、高聳建筑結(jié)構(gòu)等非隔震結(jié)構(gòu)。本文針對超長復(fù)雜基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，對施工期及運營期展開全壽命監(jiān)測研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?。?）針對基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的

3、特點，系統(tǒng)研究了基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，提出基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)主要監(jiān)測物理量、系統(tǒng)總體設(shè)計要求、系統(tǒng)等級、傳感器選型與測點布設(shè)原則及設(shè)計驗證與安全評定方法，并針對一超長鋼筋混凝土（RC）基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，設(shè)計并安裝了局部長期實時在線與定期實時相結(jié)合的健康監(jiān)測系統(tǒng)。
　?。?）理論分析了隔震支座產(chǎn)生初始位移的機理?；诒O(jiān)測數(shù)據(jù)，對環(huán)境溫度與隔震支座初始位移進行相關(guān)性分析，給出了結(jié)構(gòu)典型位置隔震支座的溫度相關(guān)性模型。環(huán)境溫度與隔震支座初始位移

4、表現(xiàn)出強相關(guān)性，端部隔震支座相關(guān)系數(shù)明顯大于結(jié)構(gòu)形心位置隔震支座的相關(guān)系數(shù)，且施工期溫度的影響較運營期更為顯著。
　?。?）推導(dǎo)了環(huán)境溫度引起基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)基頻發(fā)生改變的方程。基于監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了環(huán)境溫度與隔震結(jié)構(gòu)基頻的相關(guān)性，并給出了溫度相關(guān)性模型與溫度對隔震結(jié)構(gòu)頻率的影響系數(shù)曲線，結(jié)合隔震支座溫度相關(guān)性試驗結(jié)果，對分析結(jié)果進行了驗證，分析結(jié)果與試驗結(jié)果表現(xiàn)出較好的一致性。
　?。?）基于實測數(shù)據(jù)所建立的溫度相關(guān)性模型與隔震