三重摩擦摆高层隔震建筑动力响应分析研究

《三重摩擦摆高层隔震建筑动力响应分析研究》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、学校代码：10286分类号：U443.22密级：公开UDC：624学号：151110三重摩擦摆高层隔震建筑动力响应分析研究研究生姓名：晏平导师姓名：郭彤教授卫海高工申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年6月6日二级学科名称防灾减灾与防护工程学位授予日期2018年6月日答辩委员会主席陈忠范教授评阅人S005156-1S005156-22018年6月6日工程硕士学位论文三重摩擦摆高层隔震建筑动力响应分析研究专业名称：建筑与土木工程研究生姓名：晏平导师姓名：郭彤教授卫海高工本论文获国家自然科学基金“基

2、于自适应多重摩擦摆的高层建筑隔震及其优化设计方法研究（51678147）”资助。DYNAMICRESPONSEANALYSISOFBASE-ISOLATEDHIGH-RISEBUILDINGWITHTRIPLEFRICTIONPENDULUMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYPingYanSupervisedbyProf.TongGuoandProf.HaiWeiSchoolofCivilEngineeri

3、ngSoutheastUniversityMay2018摘要摘要三重摩擦摆是一种新型隔震支座，它由4个凹面盘及中间轴承组成。在地震中，随着位移的增加，支座凹面盘依次滑动，使得支座滞回性能发生变化，呈现出不同的刚度及阻尼特性。通过合理地设计三重摩擦摆参数，可以使支座具有合理的刚度和阻尼以满足多重设防目标。为研究三重摩擦摆隔震结构的性能，本文先后开展了理论分析、支座力学性能试验研究、多层及高层隔震结构基底反应谱分析、高层隔震结构在远场、近场地震动下隔震响应分析，并研究了支座参数变化（滑动面半径及摩擦系数）对高层隔震结构动力响应的影响。完成的主

4、要工作及结论如下：（1）三重摩擦摆隔震结构的理论分析及支座力学性能试验研究。通过静力平衡方程推导了三重摩擦摆支座在不同阶段下的滞回方程，介绍了三重摩擦摆支座在Opensees软件中的数值模拟方法。运用结构动力学推导了基于三重摆单层隔震结构的动力方程，并推广到多、高层隔震结构。研究测试了聚四氟乙烯材料与不锈钢摩擦系数关于压强与速率的相关性。通过低周反复试验及正弦波加载试验测试了三重摩擦摆支座的力学性能。数值模拟的结果与试验数据吻合较好，验证了该数值模拟方法的有效性，并为后续分析三重摩擦摆高层隔震结构的动力响应提供了参考及依据。（2）三重摩擦

5、摆多层及高层隔震结构的基底反应谱分析。以一栋12层高层结构和6层多层结构为例，从频域的角度对比分析了其隔震反应。其中，对结构输入水平单向地震波，将地震波和隔震层加速度时程转换成加速度反应谱；通过对比分析隔震反应谱与非隔震反应谱变化情况，研究了三重摩擦摆隔震结构的减震特性。（3）高层隔震结构在远近场地震动下的隔震响应研究。选取远场地震动、近断层地震动并输入到三重摩擦摆高层隔震建筑中。研究了远、近场地震动对隔震层位移、基底剪力及顶层绝对加速度的影响。结果表明，相比于远场地震动，近断层地震动对三重摩擦摆高层隔震结构动力响应影响较大。近断层滑冲效

6、应地震动对三重摩擦摆高层隔震结构产生较大的基底位移。近断层破裂向前方向性地震动对高层隔震结构的顶层绝对加速度有较大的影响。（4）高层隔震结构在支座参数变化下的（滑动面半径及摩擦系数）动力响应研究。研究了滑动面有效半径及摩擦系数对三重摩擦摆支座滞回性能的影响，并分析了不同设防水准下（小震、中震及大震）高层隔震结构动力性能的参数敏感性。结果表明，三重摩擦摆支座参数对三重摩擦摆高层隔震结构动力性能影响较大。关键词：三重摩擦摆支座；高层建筑；隔震；近断层地震动；支座参数；动力响应IABSTRACTABSTRACTTriplefrictionpen

7、dulumbearingisanovelisolationbearingwhichisformedbyfourstackedconcaveslidingsurfaceandainternalslider.Intheearthquake,withtheincreaseofdisplacement,theconcavediskofthebearingslidesinturn,sothatthehystereticperformanceofthebearingchanges,showingdifferentstiffnessanddamping

8、characteristics.Throughtherationaldesignoftriplefrictionpendulumparameters,thebearingcanpresentr