摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究

《摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．：．．？％－、？‘’驚处式；－Ｉ气哉Ｖ聲？＂可．、Ｖ＾．．．－餐澤令：矜’ｖ气：參：－＾－片幕＾Ｖ鲁巧，Ｋ＇穿為巧八ｙｗ苦古５＾如：心璧ｒ号：早—‘、／：＞．．Ｕ片＇成，、ｃ彼林、，－ｖ．：Ｈ：咬：．私．巧＊＼ｊ皆．．史，；‘ｕ觀．名＜指：璋７＇＇色曲寺／＾■户笑達Ｗ钟技Ｍ營ｈ＾．＾；获需＾Ｉ■．＾ｆ．＃，户？祈靈讀Ｖ＇Ｖ＇－？Ａ？位文、营１ｔＡ－＞卽；Ｍ變違．＞．．Ｊ：－；．／終芽．，．．．．．．敎．終：人接；．：－苗：；．．．為、；５－户心运製雜＾＾絲縣純Ｉｆｙ气＞冒＞．．

2、备．巧＇＾；．？．：龄．，、卽：＞’八：長，養＆歸赋．诚＊ｖ鲁今ｉｆＪｒ＾．少．：．护鎌，Ｍ歲‘、場赛．、寒＾＇‘转料？．作；讓．译巧－．島－八．试：．，；議，．Ｖ；＾；：柏＆、．樣４王教一１教师穩良警＜＇．古遂５？．，為＇＾拜．中！去Ｋ．－’－．．．｜．—；．购‘．？ｒ．譯学位讀壯询专业名称ｉＩ雄馨Ｉ．舞＇；．１＂Ｉ作２Ｗ＾：，Ｓ提交日处始辩聞ｄ；．皆．卡．寶＾？、曲＾疑．护Ｓ授予单連斜技Ａ營、，｜：－．／．ｒｉ＞較－．ｆ式－為Ｉｉ？辩委员＾＾＊吞ｉ苗＞八％－－Ｖ

3、．．夸錢骑读巧．潑阅人（：巧弁方ｆ辨八、避－染：＾—Ｈ，：．片毎Ｖ＾ｙ漆，誦’－雙禹．３．！、＾壤＾扭＂ｕ說：：＾：－＾＾疹ｖ皆莖叫．戸．片：養提．＾於，；：产＾載／今．＾说鬻賓赛ｒ犠嘴；祭＂西安建筑科技大学博士学位论文摩擦滑移隔震框架结构试验与设计方法研究专业：防灾减灾与防护工程博士生：刘军生指导教师：王社良教授摘要摩擦滑移隔震是结构隔震的主要型式之一，其隔震效果取决于滑移隔震支座的性能，而摩擦系数是影响支座性能的主要因素。一般来说，摩擦系数越小，隔震效果就会

4、越好，但过小的摩擦系数却会造成滑移位移过大，增加限位复位的难度，甚至影响建筑物的使用功能。二硫化钼具有良好的附着性、耐高温抗高压性以及低摩擦性等优点，被誉为“高级固体润滑油王”。文中采用二硫化钼固体润滑剂作为隔震支座的摩擦材料，并以软钢实体圆锥棒作为限位消能器，设计制作了一种新型滑移隔震装置。将其应用到一五层钢筋混凝土框架结构中，进行了Simulink仿真分析和振动台试验研究，并探讨了摩擦滑移隔震结构的设计方法。主要工作和研究内容如下：（1）分析了新型滑移隔震支座的设计要点和工作原理，介绍了二硫化钼材料的性能和优点，采用MTS电液伺服试验系统，对

5、其进行了不同竖向荷载下的摩擦性能试验，探讨了二硫化钼作为新型隔震系统滑移材料的可行性，并通过函数拟合建立了摩擦系数与竖向压应力的函数关系式。结果表明，隔震支座的摩擦恢复力曲线符合库伦摩擦力模型，二硫化钼涂层材料摩擦性能稳定，摩擦系数约为0.04~0.05，可以作为建筑滑移隔震系统的滑移材料。（2）基于量纲理论，在综合考虑振动台承载能力的基础上，按照一致相似关系设计了一个比例为1：5五层钢筋混凝土框架结构试验模型，并对其进行了模拟地震振动台试验。结果表明：摩擦滑移隔震技术延长了结构体系的自振周期；相比10Hz谐波，2Hz谐波时隔震层产生的滑移量明显

6、变大，隔震层位移对频谱特性较为敏感。纯滑移和限位滑移时隔震结构的层间位移都很小，加速度呈“K”字形分布，达到了理想的减震效果；三维地震作用下的隔震层滑移量相比X单向滑移时略有增大，其X向的加速度反应处于X向抗震和X向滑移之间，最大减震效果为51.46%，表明了竖向地震作用下摩擦滑移隔震技术依然有效；采取水箱滑移隔震技术后，水箱的加速度响应出现了明显地衰减，屋面凸出物的鞭梢效应得到了较西安建筑科技大学博士学位论文好地抑制，且主体结构的地震反应也有一定的减小，表明附加层滑移隔震措施，可以作为抗震设计时结构体系的第二道抗震防线。（3）以五层框架试验模型

7、的原型为计算模型，综合运用Matlab编程语言、GCI工具和Simulink仿真模块，其中库伦摩擦力采用Stateflow有限状态机来模拟，弹塑性圆锥棒限位器的滞回特性采用Bouc-Wen模型来描述，以此建立了滑移隔震结构的Simulink主仿真模型，包括上部结构仿真模型、隔震层仿真模型、能量反应仿真模型、限位器仿真模型和摩擦力子模型。分析了不同地震波下结构体系的动力反应和能量反应规律。结果表明，强震记录时抗震结构的仿真与试验加速度值吻合的较好，滑移结构的隔震层滑移量比较接近，误差较小。随着摩擦系数的增大，结构地震总输入能总体上呈上升趋势，且当摩

8、擦系数增大到0.15时，结构总输入能变化已不再明显。随着预留滑移量的增大，地震总输入能逐渐减小，隔震性能逐渐提高，但隔震层的总滞回耗能也