基于基于结构模型振动台试验的隔震效应分析

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1、北京工业大学硕士学位论文基于结构模型振动台试验的隔震效应分析姓名：姜婷申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：霍达;李大望20070501摘要本文主要是通过振动台试验和有限元分析软件Sap2000，分别对三层钢结构剪切形模型进行研究分析，探讨了摩擦摆隔震结构相对于传统非隔震结构的隔震效应和能量传输机制。通过定量的评估和分析，为摩擦摆隔震体系的实际应用提供一些依据。本文所研究的摩擦摆隔震体系为自行设计、力玎工的钢一聚四氟乙烯构件，由于加工过程中某些客观因素的存在，导致FPS摩擦面摩擦系数过大，并且四组隔震支座的摩擦程度不相同。因此，所有分析结

2、果均是针对本摩擦摆体系性能相近的FPS隔震结构而言。本文的振动台试验和计算模拟分析，均采用了不同加速度幅值的不同地震波，对摩擦摆隔震和非隔震结构输入单向的水平激励。通过隔震与非隔震上部结构的层加速度曲线的对比分析，发现在小加速度O．29地震波作用下，隔震结构的加速度响应反而比非隔震结构还要大。而随着地震波加速度幅值的增加，隔震结构的层加速度响应与非隔震结构相比很快的降低。当地震波输入达到1．29对，隔震结构的层加速度响应放大倍数处于l附近，即：FPS隔震体系在大加速度地震波作用下，上部结构响应与地震波接近。因此本论文研究的摩擦摆体系对于大加速

3、度地震波具有较强的隔离能力。由于大摩擦系数的影响，FPS在小加速度O．29地震波作用下，滑移量峰值比较小，并且起滑时间较晚：随着加速度幅值的增加，滑移量峰值也同时增大，并且很快起滑。说明，大摩擦系数对不同幅值地震波作用下的FPS隔震效果有较大影响对结构的能量时程进行分析，发现隔震结构之所以能够更有效的躲避地震的破坏，其原因主要是FPS摩擦摆能够将地震输入能的90％以上消耗隔离掉，仅有不到10％的能量是由隔震体系的上部结构耗散。而非隔震结构要消耗掉地震输入能的99％，因此在地震震害中更容易破坏。关键词：隔震体系摩擦摆状态响应能量分析本论文研究受

4、到国家自然科学基金“滑移隔震结构性态分析和性能设计研究”(50478050)的瓷助。北京工业大学工学硕L学位论文ABSTRACTThekcycontentsofthedissertationarctoanalysistheperformancesofthethree-floorsteel觑LrnethroughshaketableexperimentsandcomputersoihvareSap2000，andtoresearchtheisolatedeffectofflameandenergy-transferprinciplesofthe

5、isolatedandun-isolatedstructure．AndthentOsupplysomegistforapplyingFPSstructuretopracticethroughquantifyingevaluateandanalysis．TheFPSstructurementionedaboveisSteel-Tefloncomponentdesignedandmanufacturedbyourselves，soithas901nedisadvantageswhichleadthefrictioncoefficientaslar

6、geas10％andthefourFPS’frictiondegreearedifferentwitheachother．Therefore，alltheanalysisresultsarepointedtotheFPSstructurewhichhasthesimilarperformancewithOurexperiments’．Theshaketableexperimentsandcomputersoftwareanalysisofthedissertationaretoinputsin翻einspirittothestructures

7、useddifferentearthquakewaveswithdifferentaccelerationpeaks．itisfoundthattheaccelerationresponseofisolmedframeislargerthanus-isolatedframewithO．29earthquakewavethroughfloor-accelerationcontrastplotsofisolatedandon—isolatedframe．Andwiththeincreasingofearthquakeaccelcration,th

8、efloorresponsesoftheisolated6mmealedecreasedfastcomparedtoun—isolatedframe．Whentoi