浅谈基础隔震结构动力响应分析的理论研究

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1、西北工业大学硕士学位论文基础隔震结构动力响应分析的理论研究姓名：韩爱红申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：邓子辰20070301摘要摘要基础隔震技术和建筑物整体移位技术有着广泛的工程背景和重要的理论意义与学术价值。近年来，两者均在工程实践和理论研究上取得了长足的进步。但是对于基础隔震结构，由于隔震层参数与上部结构参数相差较大，容易导致数值病态，有必要对其在数值计算方面进行研究；况且将隔震技术引入到既有建筑物整体移位和加固的工程实例和经验少，对其在理论上进行可行性分析已成为国内外学者研究的热点。针对以上两个方面，本文开展了一些探讨性研究，主要内容包括以下几个方面：1．概述了工

2、程抗震技术的演变发展过程，系统总结评述了基础隔震技术的产生、隔震原理及分类，分析讨论了基础隔震结构的特点及适用范围，指出了基础隔震技术应用过程中需要解决的几个问题及今后的研究重点。2．介绍了结构动力学方程的有关数值解法，主要包括：中心差分法、线性加速度法、wilson．0法、Newmark-B法、Houbolt法和精细积分法；分析了各种方法的优缺点；通过上述不同方法的比较，指出了精细积分法在计算精度和效率上的优越性，更能在长步长、长时间内中保持稳定性。3．对于基础隔震结构在地震作用下的动力响应分析，本文放弃了传统求解动力方程常用的差分格式，把二阶结构动力方程通过增维、降阶转化为一

3、阶微分方程组，利用精细积分法对其求解；对杜哈梅尔积分项采用牛顿一一柯特斯公式及相应的复化公式进行数值计算；考虑建筑物地震作用力一一等效惯性力的特点，实现其简化计算，节约计算时间；插值点间隔为地震波的取样时间，确保地震作用大小无插值误差。该算法避免矩阵求逆，提高了计算效率，数值算例显示了算法的有效性和效率。4．引入了增维精细积分法，把一阶非齐次微分方程组转化为齐次微分方程组，避免矩阵求逆；把结构特性和外部激励单独考虑，从而避免在每一步迭代过程中的指数矩阵精细积分求解，推导了相应的增维分块精细积分公式；在理论上分析了该算法在保持计算精度的同时，可以明显提高计算效率，算例分析也证实了这

4、一点。西北工业大学硕士学位论文5．介绍了建筑物整体移位技术在工程实践中的应用，分析了建筑物整体移位后，采用移动装置进行隔震技术加固的可行性，提出了相关的合理参数及有待解决的问题。关键词：基础隔震结构，建筑物整体移位，精细积分法，增维精细积分法，增维分块精细积分法．AbstractAbstraCtThetechniquesofbase-isolationandbuildingintegralshift(BIS)haVewidelyprojeCtedbackground，andarematterof铲eattheoreticmeaningandacademicValue．IIIrec

5、entyears，thedeVelopmentonthesetemsgainsquicklyintheen酉neeringpracticeandtheOreticresearch．Butbecauseofthegreatdia’erencebetweenparametersOfbase—isolationstoryandsuperstructure，numericalmorbidityariseseasilyaIldtheresearChonnumericalcalculationbecomesnecessary．Inaddition，theprojectwhichintrodu

6、cestheisolationtechniqueintotheBIStechniqueisfew，andthetheoreticresearchonfeasibilityOfaseismaticcOnsolidatingbyshiftequipmentsbecomesp叩ularproblemforthedomesticaIldforeignscholars．ThemainconcemedContentsOfthedissenationmaybesummarizedasfollows：1．neevolutionprocessofeanhquakeresistallttechniq

7、ueissystematicallyreviewedinlhisdissenation．Thisdissenationalsopresentsthebasisoftheprinciples，categories，thecompositioncharacteristicsandtheengineeringapplicationofthebase．isolationtechnologywiththepresentresearchsituatiOn，anddiscussedtheprO