【摘要】：隔震技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用與其在中低層建筑相比,具有其特殊性。高層隔震建筑一般具有較大的高寬比,有很明顯的傾覆效應(yīng),當(dāng)強(qiáng)震作用在隔震建筑時,支座會不可避免的產(chǎn)生拉應(yīng)力,這在規(guī)范中是不被允許的。如何防止和減小地震作用下隔震支座產(chǎn)生的拉應(yīng)力以及確定高層隔震建筑結(jié)構(gòu)的高寬比限值是現(xiàn)階段關(guān)于隔震技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用幾個亟待解決的問題。本文首先介紹了幾種隔震支座的通用力學(xué)模型,因鉛芯橡膠隔震支座在地震作用下的力學(xué)行為與雙線性模型接近,所以本文均選擇雙線性模型來表征支座的力學(xué)行為;介紹了高層隔震建筑結(jié)構(gòu)動力分析的幾種等效簡化模型;提出了兩種規(guī)則高層框架剪力墻隔震建筑的連續(xù)化計(jì)算方法:第一種方法是采用兩根夾心梁以及很多連桿模擬高層框架剪力墻結(jié)構(gòu),通過Matlab編程計(jì)算夾心梁的單元剛度矩陣,將夾心梁層單元剛度矩陣組裝而成的整體剛度矩陣代入隔震結(jié)構(gòu)地震運(yùn)動方程得到結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng);為便于工程計(jì)算方便,提出了更具實(shí)用性的第二種方法。該方法是利用ANSYS建立了高層隔震建筑的二維簡化有限元模型,等效組合梁采用兩根各向異性梁單元通過連桿單元相連接來模擬,將二維模型的計(jì)算結(jié)果與精確有限元模型的結(jié)果進(jìn)行了對比。本文所提出的兩種簡化分析方法為規(guī)則框架剪力墻高層隔震建筑的初步設(shè)計(jì)提供了很大的幫助。因高寬比對隔震技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用有重要影響,利用通用有限元軟件ANSYS對高寬比各異的高層隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下的瞬態(tài)分析,得出了不同結(jié)構(gòu)體系的隔震結(jié)構(gòu)高寬比限值的建議值,并與目前的高層規(guī)范中關(guān)于高寬比的規(guī)定值進(jìn)行對比。本文最后對以上內(nèi)容進(jìn)行了一些簡單的總結(jié),列舉了高層隔震建筑結(jié)構(gòu)目前仍然存在的一些問題,并對這些亟待解決的問題給出了自己的看法與展望。
[Abstract]:The application of seismic isolation technology in high-rise buildings has its particularity compared with its application in middle-and low-rise buildings. High-rise isolated buildings usually have a large ratio of height to width and obvious overturning effect. When strong earthquakes act on isolated buildings, the bearing will inevitably produce tensile stress, which is not allowed in the code. How to prevent and reduce the tensile stress of isolation bearing under earthquake action and how to determine the limit value of height-width ratio of high-rise isolated building structure are several urgent problems to be solved in the application of isolation technology in high-rise building at present. This paper first introduces several general mechanical models of isolated bearings. Because the mechanical behavior of lead rubber bearings under earthquake is close to bilinear model, bilinear models are chosen in this paper to characterize the mechanical behavior of bearings. Several equivalent simplified models for structural dynamic analysis of high-rise isolated buildings are introduced. In this paper, two kinds of continuous calculation methods for seismic isolation buildings with regular high-rise frame shear walls are presented. The first method is to use two sandwich beams and many connecting rods to simulate high-rise frame shear wall structures, and calculate the element stiffness matrix of sandwich beams by Matlab programming. The whole stiffness matrix of sandwich beam layer element is assembled into the seismic motion equation of isolated structure to get the dynamic response of the structure. In order to facilitate the engineering calculation, a more practical second method is put forward. In this method, a two-dimensional simplified finite element model of high-rise seismic isolation building is established by using ANSYS. The equivalent composite beam is simulated by two anisotropic beam elements connected with the connecting rod element. The calculation results of the two-dimensional model are compared with the results of the accurate finite element model. The two simplified analysis methods presented in this paper are of great help for the preliminary design of high-rise isolated buildings with regular frame shear walls. Because the ratio of height to width has an important influence on the application of isolation technology in high-rise buildings, the transient analysis of high-rise isolated structures with different height-to-width ratios under rare earthquake action is carried out by using the general finite element software ANSYS. The proposed values of the limit values of the ratio of height to width of isolated structures with different structural systems are obtained and compared with the prescribed values of the ratio of height to width in the present high-rise codes. At the end of this paper, some simple summaries of the above contents are given, and some problems that still exist in high-rise seismic isolation structures are enumerated, and their own views and prospects are given for these urgent problems to be solved.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU973.31

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本文編號：2452227