減震與隔震集成技術(shù)在立體鋼管拱桁架結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用研究.pdf

1、從古至今，地震都是對(duì)人類生活帶來威脅的最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。改革開放以來，全國(guó)各地涌現(xiàn)了建設(shè)狂潮，隨著建筑水平的越來越高，建筑形式各式各樣，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全程度有了一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在這個(gè)倡導(dǎo)低碳、節(jié)能的時(shí)代，通過增加用鋼量來增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，既浪費(fèi)成本，還使結(jié)構(gòu)更為笨重，失去了其特有的美感。于是乎，減震技術(shù)呼之即出.不過，作為一種新興產(chǎn)業(yè)，減震技術(shù)的研究水平還很不成熟，特別是在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用還十分稀少，因此本文以60m跨三心圓立體鋼

2、管拱桁架結(jié)構(gòu)體系為對(duì)象，采取減震、隔震和減震加隔震三種降低地震響應(yīng)的技術(shù)方案，研究在三向地震波作用下該結(jié)構(gòu)體系彈塑性動(dòng)力響應(yīng)性能的變化規(guī)律，為在大跨空間結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用隔震與減震技術(shù)提供研究基礎(chǔ)。
　　 論文的主要研究?jī)?nèi)容為:(1)描述地震給人類生命安全帶來的巨大影響和減震隔震技術(shù)從理論到實(shí)踐的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，分析國(guó)內(nèi)外隔震、耗能減震技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用情況，根據(jù)建筑物減震隔震中的優(yōu)點(diǎn)及其未來的發(fā)展方向確定本文的主要研究?jī)?nèi)容;根據(jù)

3、建筑物減震技術(shù)的基本原理，論述鉛芯橡膠支座以及防屈曲支撐阻尼單元的基本力學(xué)性能，為第四章隔震耗能減震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析提供理論基礎(chǔ)。
　　 (2)文中，首先運(yùn)用3d3s軟件對(duì)60m跨三心圓立體鋼管拱桁架的模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了彈性分析。采用SAP2000對(duì)60m跨三心圓立體鋼管拱桁架進(jìn)行了彈塑性動(dòng)力的分析，選取了適合Ⅲ類場(chǎng)地的EMC波、Hollywood波、和SH人工波，將其沿三向分別作用于結(jié)構(gòu)，通過逐步增大地震波的加速度峰值

4、的方法，記錄了桿件的最大節(jié)點(diǎn)位移，關(guān)鍵桿件軸力響應(yīng)，以及桿件進(jìn)入塑性發(fā)展程度以及比例，同時(shí)考慮材料及幾何非線性，研究其延性指標(biāo)及破壞形態(tài)。
　　 (3)本文建立了三種減震模型與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，分別為添加了鉛鋅橡膠隔震支座的減震模型1，添加了防屈曲耗能阻尼支撐單元的減震模型2以及同時(shí)添加了鉛鋅橡膠隔震支座和防屈曲耗能阻尼支撐單元的減震模型3，采用時(shí)程分析方法對(duì)比分析研究原結(jié)構(gòu)以及三種減震結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理和破壞形態(tài)，從而來分析減震

5、結(jié)構(gòu)的減震效果。
　　 研究取得的主要結(jié)論為:
　　 (1)在結(jié)構(gòu)運(yùn)用了減震技術(shù)之后，結(jié)構(gòu)桿件進(jìn)入塑性階段的加速度峰值得到了明顯的延遲，從原來的350gal左右最多延遲到740gal左右，結(jié)構(gòu)的周期得到了顯著的提高，相比于原非減震結(jié)構(gòu)，減震結(jié)構(gòu)模型承載能力最小提高59.4％最高可以達(dá)到161％之多，減震效果明顯。
　　 (2)經(jīng)過對(duì)比分析，四種結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理大體一致，都是在破壞界限處通過小的加速度峰值的增加，結(jié)構(gòu)