采用新型滑移隔震装置框架结构地震反应分析

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文采用新型滑移隔震装置框架结构地震反应分析专业：建筑与土木工程硕士生：曹晓辉指导教师：王社良教授摘要摩擦滑移隔震技术作为一种有效、经济和可行的减震方法已备受关注，国内外学者对此也进行了一些研究和应用，但仍有一些问题没有得到很好解决，特别是摩擦滑移隔震装置的力学性能、滑移量控制和限位方法等。为此，本文主要进行了以下研究工作：（1）介绍了地震灾害对人类社会的危害性，分析了工程结构从抗震技术到隔震技术的发展过程及存在问题，重点讨论了摩擦滑移隔震技术的发展动态、各类摩擦滑移隔震装置的工作原理和构造以及摩擦滑移隔震技术的分类和特点等，提出了摩擦

2、滑移隔震技术研究和应用时需要解决的一些理论和技术问题。（2）采用中科院兰州化学物理研究所提供的新型固体摩擦滑移材料，即二硫化钼固体润滑剂作为涂层材料，设计并制作了一种新型摩擦滑移隔震装置，并采用实体软钢棒作为限位消能装置，提出了一种既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统，探讨了其工作原理以及相应的优化设计方法。（3）采用MTS电液伺服试验系统，对文中提出的新型摩擦滑移隔震装置进行了滑移性能试验，建立了摩擦滑移隔震装置的摩擦恢复力模型，分析了软钢U型带片和实体软钢棒的限位消能性能，建立了相应的力学分析和计算模型，提出了文中新型分离式摩擦滑移隔震系统的设计和应

3、用方法。（4）采用三质点体系，研究了基础滑移隔震结构与层间滑移隔震结构在地震作用下有滑移时和无滑移时的地震反应分析方法，并将其推广应用到n质点体系的基础滑移隔震结构和层间滑移隔震结构，确定了滑动和不滑动两种状态的判断准则，给出了隔震结构阻尼矩阵的计算方法以及Newmark-β数值积分方法的主要计算步骤。（5）以西安市某拟采用文中新型摩擦滑移隔震技术建造的6层框架结构为计算模型，采用SAP2000有限元分析软件，分析了该框架结构在抗震时和隔震时的西安建筑科技大学硕士学位论文地震反应规律，从结构加速度反应、层间位移反应、层间剪力反应等方面分析了隔震结构的减震效果，探

4、讨了地震烈度、摩擦隔震装置性能、限位消能装置性能和数量、隔震层设置位置等对隔震结构减震效果的影响。研究结果表明，二硫化钼固体润滑剂的摩擦系数较小，摩擦性能稳定，采用二硫化钼固体润滑剂研发的摩擦滑移隔震装置和用于限位消能的实体软钢棒的工作性能均较好，构造和力学计算模型均简单，文中提出的新型分离式摩擦滑移隔震系统性能可靠，组合方便，便于应用。研究结果还表明，文中提出的基础滑移隔震结构和层间滑移隔震结构地震反应分析方法以及相应的滑动判定准则概念清晰，计算比较简便，采用文中提出的新型摩擦滑移隔震技术拟建造的6层框架结构分析结果可靠，实施方案可行，减震效果明显，所得结论可

5、供实际工程应用参考。关键词：固体润滑剂；摩擦滑移隔震装置；分离式隔震系统；层间隔震；框架结构；有限元分析；隔震效果；工程应用论文类型：应用基础研究基金项目：国家自然科学基金重大研究计划面上项目(90715003)；国家自然科学基金资助项目(51178388，10972168)；教育部科学技术研究重点项目(209124)。西安建筑科技大学硕士学位论文NewSlidingIsolationSystemSeismicResponseAnalysisSpecialty:ArchitectureandCivilMaster:CaoXiaohuiSupervisor:Pro

6、f.WangSheliangABSTRACTTheslidingisolationstructureasaneffective,economicandfeasibleisolationtechnologyhasmuchattention,domesticandforeignscholarsalsodidsomeresearchesandapplications,buttherearestillsomeproblemsnottoobtaintheverygoodsolve,especiallytheoftheslidingisolationdevice,slipc

7、ontrolandlimitmethod,etc.Therefore,thispaperprimarilydidthefollowingresearchworks:(1)Thispaperintroducedtheharmfulnesstohumansocietyofseismicdisasters,analyzedthedevelopmentandexistingproblemsofprojectstructurefromseismictechnologytoisolationtechnology,emphasizesondevelopmenttrendsof

8、theslidingis