加层减震结构的理论分析与振动台试验研究

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1、广州大学硕士学位论文加层减震结构的理论分析与振动台试验研究姓名：马万成申请学位级别：硕士专业：土木工程指导教师：周福霖;黄襄云20060520广州大学硕士研究生论文摘要基础隔震结构是把橡胶垫隔震支座设置在基础底部，通过改变结构的振动特性来减小地震的响应，保证结构的安全性。当把橡胶隔震支座设置在顶层时，也称为加层减震结构。在现有规范中，隔震层位置均要求设置在基础或结构首层以下位置，这对大平台上建多塔楼类结构和原有建筑抗震加固是不适宜的。本文研究的目的是突破现有规范的限制，将隔震层设置在建筑物的顶层，若这种减震方式

2、对隔震层上、下部结构的受力均有利，将是隔震技术的创新和发展，也为结构的减震设计和已建房屋的抗震加固提供了一条新的途径。对这种新的加层减震体系，其工作机理可能是延长周期和质量调谐的某种结合。因此，系统地描述加层减震结构的减震机理和效果是减震技术研究过程中要解决的重点问题，它直接关系到减震结构设计方法的提炼和实际工程设计方案的优化。针对这种情况，本文重点研究了以下内容：1．对于加层减震结构建立的振动方程，由于其质量矩阵和刚度矩阵非对称，阻尼矩阵为非经典阻尼矩阵，不适宜用传统的模态迭加法，本文研究了这种结构的复模态算

3、法。2．考虑到计算方法和结构实际地震反应的差异，专门做了大比例加层减震结构模型和没有减震的结构模型，分别进行了振动台试验，研究同种结构在不同地震动输入下的振动响应规律。3．将非减震结构和减震结构振动台试验结果进行对比分析，研究了不同结构在同种地震动输入下的振动响应规律。4．为了验证加层减震的试验效果，在SAP2000通用软件中建模，分析加层减震的效果，并和振动台模型试验进行对比分析。5．根据理论和试验分析，得出了一些加层减震结构在平稳随机地震激励下响应的有益结论，为结构减震设计和抗震加固提供借鉴。本文较系统的对

4、加层减震结构的动力特性和地震反应进行了理论分析，探讨了隔震层上、下结构体系的协同工作情况和隔震效果的影响因素，为加层减震技术的应用和抗震加固的工程实践提供科学依据。关键词：加层减震结构铅芯夹层橡胶垫复模态法ABSTRACTBase—isolatedstructureisinstallingrobberbearingsOnthebottomofbuilding．throughchangingtheinherentfeaturesofstructuretoreduceseismicresponsesandensur

5、esecurityoftheisolatedstructure．Whenrubberbearingsareinstalledonthetoplayerofstructure，itiscalledaddingstoryandseismicmitigationstructure．Isolationlayerisrequkedtolocateonthebaseorbasementofbuilding．HoweveLthisisunsuitablefortheaseismicstructureswithmulti-to

6、wersonagreatplatformandseismicretrofittingofexistingconstruction．Thepurposeofthisstudyistobreaktheconstraintsofexistingcodeandinstallisolationlayeronthetoplayerofstructure．Ifthiswayisfavorabletoboththeupperstoriesandthelowerones，thenewtypeofstructurewillbeag

7、reatinnovationanddevelopmentofisolationtechnique，butalsoprovideanewdesignmethodofbuildingsandseismicretrofittingoftheexistingconstruction．Atpresent，itisnotsufficientthattheresearchofthisnewaddingstoryandmitigationstructure，includingtheprincipleandeffectofase

8、ismicresponse．Therefore，itisaverykeyissuetoinvestigatesystematicallytheaddingstoryandseismicmitigationstructure．Becauseitrelatesdirectlytodesignmethodofaseismicstructuresanddesignoptimization．In