高烈度寒冷地区村镇建筑简易复合隔震技术数值分析

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1、高烈度寒冷地区村镇建筑简易复合隔震技术数值分析重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：田弯指导教师：姬淑艳副教授李英民教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月NumericalAnalysisofSimpleCompositeIsolationTechnologyforRuralMasonryBuildingsinColdAreaswithHighSeismicIntensityAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentofthe

2、RequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByTianWanSupervisor:AssProf.JiShuyanProf.LiYingminMajor:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要在高烈度寒冷地区，地震和地基冻胀是低层村镇房屋面临的两大主要问题。限于农村地区经济条件，一味地提高抗震措施并不可行。因此，开发一种适合于高烈度寒冷地区村镇

3、建筑的“低成本、易施工、取材方便”的隔震技术意义重大。以提高高烈度寒冷地区村镇砌体房屋的抗震性能为目标，本文结合砂土的抗冻胀性，考虑到通过调整砂垫层的厚度、密实度、颗粒粒径等可以使砂垫层起到一定的隔震作用，并在现有基础隔震技术的基础上，提出了一种复合隔震体系，即：在建筑基底设置砂隔震垫层，在室外地面标高处设置地圈梁，上下两层圈梁之间铺设一道低摩阻力的摩擦滑移材料，圈梁内预留一定数量孔洞，待拆模后插入橡胶限位盒，并用沥青油膏填补孔洞空隙。针对这种简易复合隔震体系，本文运用ABAQUS软件进行了模拟分析，以下为主要的研究工作及结论：

4、①对国内外传统的基础隔震现状、复合基础隔震现状以及村镇建筑隔震现状进行了总结，结合特殊的地理条件——“高地震烈度、冻土”，提出适合高烈度寒区的村镇建筑简易复合隔震技术。②阐述了砂垫层的隔震理论和基础摩擦滑移隔震理论，以现有的串联复合隔震理论为基础，提出了本文复合隔震体系的计算模型，并简要分析了本文简易复合隔震体系的减隔震机理。针对不同的隔震元件，提出了隔震元件的计算参数取值。③以村镇地区最常见的两层砌体结构民房为研究对象，将ABAQUS软件应用到砌体结构中，完成了模型的建立。通过模态分析表明，复合隔震体系结构较传统不隔震结构延长

5、了自振周期。为了给后期振动台试验摩擦构造层的确定提供参考，本文设计了46种分析工况，并选取了三条地震波进行动力时程分析。④通过小震、大震作用下复合隔震体系的时程分析，验证了复合隔震体系“小震下利用砂垫层的阻尼消能减震，大震下利用基底砂垫层的粘性阻尼耗能和地圈梁间摩擦滑移层的摩擦耗能隔震”的减震机理。然后，针对7度0.1g~8度0.3g四个不同烈度区在不同摩擦系数取值下的动力响应结果进行分析，分析情况表明：复合隔震体系在小震下优于普通摩擦滑移结构，在大震下比普通摩擦滑移结构滑移量小，顶点加速度小。⑤结合不同工况下复合隔震体系的隔震

6、率，以40%隔震率为要求，给出了不同烈度区复合隔震体系中砂垫层以及摩擦滑移层的设计建议。关键词：复合隔震体系，高烈度寒冷地区，砌体结构，砂垫层，ABAQUSI英文摘要ABSTRACTIncoldareaswithhighseismicintensity,thelowrisebuildingsinruralareasfacetwomajorproblems,namelyearthquakesandfrostheavingofthefoundations.Restrictedtotheeconomicconditionsinther

7、uralareas,itisnotfeasibletocarryoutandimproveearthquakereliefmeasuresastheonlymethodtosolvetheproblems.Therefore,developingseismicisolationtechnologieswithlowcost,easyworkabilityandeasymaterialsobtainingfeaturesisofgreatsignificance,especiallytothebuildinginthecoldru

8、ralareaswithhighseismicintensity.Aimingatimprovingseismicperformanceofruralmasonrybuildingsincoldareaswithhighseismicintensity,inco