本文關(guān)鍵詞：大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地震是一種重大的自然災(zāi)害,地震災(zāi)害可能會(huì)危及人身安全,造成財(cái)產(chǎn)損失,環(huán)境污染等嚴(yán)重情況,尤其會(huì)對(duì)房屋,橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施造成重大損害。近年來(lái)我國(guó)大部分地區(qū)正處于地震多發(fā)期,因此,地震災(zāi)害所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也日益增大,減輕結(jié)構(gòu)在地震中所造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失等成為亟待解決的問(wèn)題。地震模擬振動(dòng)臺(tái)是對(duì)工程結(jié)構(gòu)或機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行抗震性能試驗(yàn)最為有效和直接的工具。地震模擬振動(dòng)臺(tái)可以充分模擬地震過(guò)程及人工地震波試驗(yàn),它是實(shí)驗(yàn)室中研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和破壞機(jī)理最直接的方法。這種設(shè)備還可用于研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、抗震性能以及檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震措施。所以,對(duì)地震模擬振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)和施工的研究具有實(shí)際意義。地震模擬振動(dòng)臺(tái)的基礎(chǔ)支撐著整個(gè)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng),如果其振動(dòng)過(guò)大,不僅會(huì)破壞臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)性能,還會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)工作人員的健康,更為嚴(yán)重的是會(huì)危害到周圍建筑物和設(shè)施。因此,在建造振動(dòng)臺(tái)時(shí)必須對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),把基礎(chǔ)的最大振動(dòng)控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。本文的主要內(nèi)容包括：(1)本文詳述了荷載、地基土參數(shù)的確定方法以及地基振動(dòng)的容許標(biāo)準(zhǔn)�；谠O(shè)計(jì)實(shí)例的設(shè)備資料、場(chǎng)地資料、地震效應(yīng)和場(chǎng)地土的腐蝕性等設(shè)計(jì)背景條件,結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,進(jìn)行了初步方案比選。針對(duì)比選結(jié)果根據(jù)規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),得出兩個(gè)不同設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)計(jì)方案。(2)根據(jù)集總參數(shù)法原理,采用理想集總參數(shù)法對(duì)兩個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)各種擾力作用下的振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行了振動(dòng)分析,計(jì)算出不同種振動(dòng)情況(豎向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、水平傾側(cè)藕合振動(dòng)、偏心豎向振動(dòng))下的振幅、頻率。對(duì)比兩種不同設(shè)計(jì)方案的振幅,選取最優(yōu)方案。經(jīng)過(guò)計(jì)算,得出方案一中基礎(chǔ)的水平向振幅為0.077mm,垂直向振幅為0.150mm,均滿足規(guī)范限值要求。(3)采用solid45單元建立混凝土基礎(chǔ)的三維實(shí)體模型,利用彈簧-阻尼單元COMBIN14模擬地基與基礎(chǔ)之間的接觸關(guān)系,通過(guò)有限元模擬的手段,得出振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)在振動(dòng)臺(tái)開(kāi)啟的過(guò)程中所產(chǎn)生的三個(gè)方向的位移,與第三章集總參數(shù)法得出的結(jié)果進(jìn)行比較,可以得出結(jié)論：該基礎(chǔ)在振動(dòng)作用下的位移值滿足規(guī)范要求,集總參數(shù)法可以作為設(shè)計(jì)方法而采用。(4)針對(duì)基礎(chǔ)的剛度,基礎(chǔ)的質(zhì)量,地基阻尼進(jìn)行參數(shù)化分析,可以得到以下結(jié)論：1)改變基礎(chǔ)剛度對(duì)振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)的振動(dòng)影響并不顯著；2)改變基礎(chǔ)質(zhì)量時(shí),隨著基礎(chǔ)質(zhì)量變大,基礎(chǔ)的質(zhì)量比變大,從而使得基礎(chǔ)阻尼減小,振動(dòng)影響變大,因此在建造設(shè)計(jì)混凝土基礎(chǔ)的過(guò)程中,盡量選擇密度較輕的混凝土,有助于減小振動(dòng)響應(yīng)；3)改變地基阻尼時(shí),隨著地基阻尼變大,基礎(chǔ)的振動(dòng)影響變小,說(shuō)明增大地基阻尼對(duì)基礎(chǔ)的共振效應(yīng)具有減弱的作用。(5)東南大學(xué)九龍湖校區(qū)新實(shí)驗(yàn)室大廳設(shè)計(jì)方案是按照抗震設(shè)防7度進(jìn)行考慮。振動(dòng)臺(tái)開(kāi)啟過(guò)程中其動(dòng)力作用需按照使用荷載考慮到荷載組合中,在考慮振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力效應(yīng)的基礎(chǔ)上,對(duì)原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,主要提出三點(diǎn)優(yōu)化措施：1)增加主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的抗側(cè)剛度；2)增加主體結(jié)構(gòu)樓蓋的水平剛度；3)屋蓋與柱頂之間原聚四氟乙烯橡膠墊改為設(shè)置橡膠隔振支座。(6)考慮振動(dòng)臺(tái)開(kāi)啟過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的影響,根據(jù)動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)準(zhǔn)則,計(jì)算出振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)周邊0～15米范圍內(nèi)的振動(dòng)影響,距離振動(dòng)臺(tái)15米遠(yuǎn)處,其振動(dòng)效應(yīng)為0.009g,滿足規(guī)范要求。
【關(guān)鍵詞】：地震模擬振動(dòng)臺(tái) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 集總參數(shù)法 數(shù)值分析方法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P315.8
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 地震模擬振動(dòng)臺(tái)概述及建設(shè)概況12-28
• 1.1 地震模擬振動(dòng)臺(tái)12-13
• 1.1.1 國(guó)外地震模擬振動(dòng)臺(tái)建設(shè)12-13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)地震模擬振動(dòng)臺(tái)建設(shè)13
• 1.2 地震模擬振動(dòng)臺(tái)的組成和工作原理13-15
• 1.3 地震模擬振動(dòng)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)15-16
• 1.3.1 大型足尺試驗(yàn)15
• 1.3.2 地震模擬振動(dòng)臺(tái)臺(tái)陣15
• 1.3.3 全數(shù)字控制技術(shù)15-16
• 1.4 地震模擬振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)的研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)16-19
• 1.4.1 動(dòng)力基礎(chǔ)的形式16-17
• 1.4.2 地震模擬振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)的形狀17
• 1.4.3 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀17-18
• 1.4.4 動(dòng)力基礎(chǔ)的理論計(jì)算方法18
• 1.4.5 動(dòng)力基礎(chǔ)理論計(jì)算方法在振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.6 關(guān)于大型機(jī)器振動(dòng)對(duì)建筑物影響的研究動(dòng)態(tài)19
• 1.5 東南大學(xué)大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)簡(jiǎn)介19-26
• 1.5.1 建設(shè)項(xiàng)目背景19-20
• 1.5.2 東南大學(xué)大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)20-24
• 1.5.3 東南大學(xué)大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)參數(shù)24-25
• 1.5.4 配套建設(shè)項(xiàng)目25-26
• 1.6 本文研究的目的與主要內(nèi)容26-28
• 1.6.1 研究目的26
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容26-28
• 第二章 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)初步設(shè)計(jì)28-48
• 2.1 概述28
• 2.2 荷載的確定28-30
• 2.2.1 水平與豎向荷載28
• 2.2.2 繞豎軸回轉(zhuǎn)荷載28-29
• 2.2.3 繞水平軸搖擺荷載29-30
• 2.3 地基土參數(shù)的確定30-31
• 2.4 容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)31-33
• 2.5 初步設(shè)計(jì)33-46
• 2.5.1 設(shè)備資料33
• 2.5.2 場(chǎng)地資料33-35
• 2.5.3 地震效應(yīng)35
• 2.5.4 場(chǎng)地土的腐蝕性35
• 2.5.5 初步設(shè)計(jì)方案35-42
• 2.5.6 地基承載力驗(yàn)算42-43
• 2.5.7 天然地基承載力的計(jì)算43
• 2.5.8 樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)43-46
• 2.6 本章小結(jié)46-48
• 第三章 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)振動(dòng)分析驗(yàn)算48-70
• 3.1 概述48
• 3.2 基礎(chǔ)的力學(xué)模型與振動(dòng)方程48-49
• 3.3 理想集總參數(shù)法49-52
• 3.3.1 理論基礎(chǔ)49
• 3.3.2 基本假定49-50
• 3.3.3 計(jì)算模型50-52
• 3.3.4 計(jì)算模型52
• 3.4 等效集總參數(shù)法52-53
• 3.4.1 理論基礎(chǔ)52-53
• 3.4.2 基本假定53
• 3.4.3 計(jì)算模型53
• 3.5 美國(guó)《基礎(chǔ)工程手冊(cè)》方法53-54
• 3.6 Lysme比擬法54-55
• 3.7 集總參數(shù)法的選取55
• 3.8 方案一振動(dòng)分析55-63
• 3.8.1 集總參數(shù)的確定55-59
• 3.8.2 自振頻率計(jì)算59
• 3.8.3 振動(dòng)分析59-60
• 3.8.4 振幅計(jì)算60-63
• 3.8.5 方案一小結(jié)63
• 3.9 方案二振動(dòng)分析63-68
• 3.9.1 集總參數(shù)的確定63-64
• 3.9.2 自振頻率計(jì)算64
• 3.9.3 振動(dòng)分析64
• 3.9.4 振幅計(jì)算64-67
• 3.9.5 方案二小結(jié)67-68
• 3.10 方案對(duì)比68
• 3.11 本章小結(jié)68-70
• 第四章 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題研究70-90
• 4.1 數(shù)值模擬法建模及結(jié)果分析70-75
• 4.1.1 ANSYS簡(jiǎn)介70-71
• 4.1.2 ANSYS有限元模擬驗(yàn)證71-74
• 4.1.3 數(shù)值模擬法與集總參數(shù)法對(duì)比74-75
• 4.1.4 分析結(jié)果對(duì)比75
• 4.2 數(shù)值模擬法參數(shù)化分析75-81
• 4.2.1 基礎(chǔ)剛度對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的影響75-77
• 4.2.2 基礎(chǔ)質(zhì)量對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的影響77-79
• 4.2.3 地基阻尼對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的影響79-81
• 4.3 振動(dòng)臺(tái)對(duì)配套結(jié)構(gòu)影響分析81-84
• 4.3.1 配套建設(shè)項(xiàng)目81
• 4.3.2 設(shè)備開(kāi)啟對(duì)大型反力基礎(chǔ)影響81
• 4.3.3 設(shè)備開(kāi)啟對(duì)實(shí)驗(yàn)室大廳影響81-84
• 4.4 振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境影響分析84-88
• 4.4.1 輸入荷載84
• 4.4.2 基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算84-85
• 4.4.3 振動(dòng)計(jì)算85-86
• 4.4.4 振動(dòng)衰減計(jì)算86-88
• 4.5 本章小結(jié)88-90
• 第五章 結(jié)論與展望90-92
• 5.1 結(jié)論90-91
• 5.2 展望91-92
• 致謝92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 作者簡(jiǎn)介98

【相似文獻(xiàn)】

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9 程洪濤;高頻率大行程振動(dòng)臺(tái)的特性分析[D];西安工業(yè)大學(xué);2016年

10 梁志豪;長(zhǎng)周期地震反應(yīng)譜振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證及數(shù)值模擬研究[D];華南理工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：435182