摩擦摆隔震结构的隔震性能研究

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本文在综述国内外相关研究现状的基础上,对摩擦摆隔震结构地震作用下的动力特性进行了探讨。主要采用小波包分析方法,研究了双质点和多质点隔震结构的加速度能量分布,并依据现行规范采用有限元分析元件建立不同楼梯布置的钢筋混凝土框架摩擦摆隔震结构,分析各结构在地震波下的反应机理。主要内容包括:1.基于MATLAB/Simulink程序计算地震作用下双质点摩擦摆隔震结构的动力响应,使用小波包变换研究摩擦系数、滑道半径、质量比以及上部结构自振周期对上部质点加速度响应能量分布的影响。研究发现:摩擦系数增大,上部质点加速度能量增大;滑道半径增大,上部质点加速度能量减小,当滑道半径r≤1.0m时,能量在各频带的分布变化很大,当滑道半径r>1.0m时,能量分布变化并不十分明显;质量比B≤1.0时,能量分布变化很大,当质量比B>1.0时,能量分布变化并不十分明显;上部结构不同自振周期的改变对能量的分布规律有显著的影响。2.基于MATLAB/Simulink程序计算地震作用下多质点摩擦摆隔震结构的动力响应,使用小波包变换研究摩擦系数、滑道半径对结构加速度响应能量分布的影响,在频域内研究隔震结构的能量传递规律。结果表明:隔震结构绝大部分能量被隔震层耗散,上部结构的加速度能量很小;加速度具有多频分布特性,上部结构的加速度能量绝大部分分布在低频频带,而隔震层加速度高频成分的能量却分布的相当多,摩擦系数增大,上部结构加速度能量增大,隔震层能量减小,滑道半径增大,上部结构加速度能量减小,隔震层能量分布变化不大。3.采用有限元分析软件,对不同楼梯布置的摩擦摆隔震结构和非隔震结构进行非线性时程分析,研究了地震烈度、楼梯位置对结构地震反应和楼梯间构件内力的影响。分析发现:地震烈度对结构地震反应影响很大,而采用隔震措施后,楼梯间的布置更灵活。
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