基于改进型SMA-三重摩擦摆隔震支座的层间隔震结构地震响应分析
新型SMA-叠层橡胶支座及其在高层建筑中的分段隔震研究的开题报告

新型SMA-叠层橡胶支座及其在高层建筑中的分段隔震研究的开题报告一、选题背景与意义在高层建筑领域中,隔震技术是一种有效的减震手段。
采用隔震技术可以显著减少建筑因地震等自然灾害所带来的破坏和损失。
而叠层橡胶支座作为一种新型隔震材料,具有灵活性好、抗震能力强等优点,逐渐被应用到高层建筑的隔震中。
本文选取了叠层橡胶支座作为材料,研究其在高层建筑中的分段隔震效果,旨在为隔震设计提供新的思路和方法,进一步提高高层建筑的抗震性能。
二、研究内容及主要难点本文的研究内容主要包括以下几个方面:1.分析叠层橡胶支座的组成和结构,并探究其隔震的基本原理和机理。
2.通过结构分析软件建立高层建筑隔震模型,探究叠层橡胶支座在高层建筑中应用的可行性和效果。
3.通过实验研究,验证叠层橡胶支座在高层建筑中的分段隔震效果,并探究其对高层建筑隔震性能的改善作用。
主要难点包括:1.叠层橡胶支座的性能研究和隔震机理探究。
2.隔震模型的建立和计算分析方法。
3.高层建筑分段隔震技术的研究和实验验证。
三、研究方法本文主要采用以下研究方法:1.文献综述和调研,了解叠层橡胶支座的基本性能和隔震机理,掌握高层建筑分段隔震技术的现状和发展趋势。
2.建立高层建筑隔震模型,利用有限元软件对其进行分析计算。
3.进行隔震实验,验证叠层橡胶支座在高层建筑中的分段隔震效果,并与传统隔震技术进行对比实验。
四、预期结果及意义本文将针对高层建筑中应用叠层橡胶支座的分段隔震技术进行研究和实验验证,预期结果如下:1.分析叠层橡胶支座的基本性能和隔震机理,探究其在高层建筑中的应用效果。
2.通过建立高层建筑隔震模型和分析计算,探究叠层橡胶支座在高层建筑中的分段隔震效果,提出最优隔震设计方案。
3.通过实验验证,得出叠层橡胶支座在高层建筑中的分段隔震效果较优的结论,提高高层建筑的抗震性能。
本文的意义在于对高层建筑领域隔震设计提供新的思路和方法,指导工程实践,促进高层建筑安全性和可持续发展。
配筋砌体摩擦摆隔震结构地震响应分析

11 摩 擦 摆 系统(P ) 与位 移 的关 系公 式 . F S力 利 用 剪 切 型 结 构 的层 间 刚度 和 集 中质 量 求解 的
关 系 式为
F: +/ Wsn ̄) z g (o s () 1
式中: 第一 部 分 代表 摆 的部分 , 二部 分 代 表按 库 仑 第 定 律 确定 的摩 擦 力部 分 ;F= 为重 力 引起 的 隔震
层 侧 向刚度 ; 为摩 擦摆 的基底 剪力 ;
一
1
1
>1 是符 号 函数
.
" V o< 1
其 中 , 为 隔震
层 的速 度 ; 为 滑道 半径 ; 为 隔震 层 的水 平 相对 位 R 移 ;I 为摩 擦 系数 . / s
比.结果表 明 ,采用摩擦摆 隔震 结构 能够改善 配筋砌体结构的动 力特性 ,使地震 响应大幅降低 ,
隔震效果明显.
关
键
词 :配筋砌体结构 ;基础 隔震 ;摩 擦摆 ;地震响应
中图分 类 号 :T 32 2 U 5. 1
文献 标识 码 :A
文 章编 号 : 10.8321)308.3 0 6 5 ( 1O.I6 6 0 O
一
( 2 )
式 中 : , , 分别 为 上 部 结构 相 对 于 地 面 的水平
位 移 , 度 , 速 度 向量 ; o 隔震 层 相 对 于地 面 的 速 加 X为
图 2所示. 设计软件 MS P输 出的结构各层 的质量 、 S 刚度等信息为 : 各层 的平移质量为 30 转动惯量 2 .t 7, 为 6 45 2t・ ; 一 层 的 向 剪 切 刚度 为 31 .6 m 第 1 1 2 0 N/ Y 向剪切 刚度 为 32 00 0k m, 00 0k m, 4 7 0 N/ 扭 转刚度为 6 1 0 5 m; 0 3 0 N・ 第二至六层 的 向剪 8 5 k 切刚 度 为 9 60 0k m, 向剪 切 刚度 为 22 00 0 8 0 N/ Y 6 0 k m, N/ 扭转 刚度 为 4 6 2 2 N ・ 1 9 5k m. 0 0
形状记忆合金-摩擦三维隔振体系地震响应分析

形状记忆合金-摩擦三维隔振体系地震响应分析张振华;白洁;王钦亭;绳飘【期刊名称】《河南理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(036)005【摘要】In order to study the seismic responses of structure under near-filed strong earthquake,a three-dimensional isolator consisted of SMA and friction elements(3DSMAFBI) is proposed.The Newmark method and Modified Newton-Raphson iteration method are used to solve the dynamic equations of interlayer of the structure isolated with SMA-friction isolator.Theresults of seismic responses show that when the peak value of seismic wave accelerates in horizontal direction is close to the one in vertical direction,the force-displacement relations of isolation layer with and without vertical component of earthquake are significant difference.Therefore,the vertical component can't be ignored.When the vertical natural periods of superstructure increases,the base axial force and base shear of the structures decreases significantly,whereas,the vertical natural periods of superstructure have weak influence on the peak of displacement of superstructure.Through study of the isolation structure,the parameters of SMA-friction three dimensional isolation structure are determined,and then the seismic responses of the structure with no isolation are compared.The SMA-friction horizontal isolation and three dimensional isolation,the results show that SMA-friction three-dimensional isolator exhibit significant isolation effects on the structure in horizontal direction and vertical direction.%为研究近场强震下结构的地震响应,构造了水平向和垂向弹性解耦的形状记忆合金-摩擦三维隔振器(3 DSMAFBI),并采用Newmark法和修正的Newton-Raphson迭代法对地震作用下隔振结构层间动力学模型进行求解.地震响应的数值研究结果表明:当垂向和水平向地震波加速度峰值相近时,有、无垂向地震作用时被控结构隔振层力-位移关系差别较大;上部结构垂向自振周期增加时,结构的基底轴力和剪力显著减小,而上部结构水平向位移峰值无显著变化.通过结构参数化研究,确定了三维隔振结构参数,并比较了无隔振、SMA-摩擦水平向隔振和三维隔振时结构的地震响应,证明了SMA-摩擦三维隔振器能对水平向和垂向的结构起到良好的隔振作用.【总页数】7页(P106-112)【作者】张振华;白洁;王钦亭;绳飘【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TU311.3;U442.55【相关文献】1.基于形状记忆合金的半主动隔振研究 [J], 韩宁;高乐;张好好2.形状记忆合金与叠层橡胶支座组合的隔震耗能体系研究 [J], 刘海卿;王学庆3.形状记忆合金-摩擦隔振支座滞回性能数值研究 [J], 王钦亭;朱威权;张振华4.SMA弹簧-摩擦支座基础隔震体系的地震响应分析 [J], 庄鹏;薛素铎;韩淼5.形状记忆合金阻尼器在建筑结构隔振减震中的发展与应用研究 [J], 刘永因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
摩擦摆隔震结构的地震响应分析

为结构 隔震层质 量 ; k , i , , ) m , C( =1 2 …, 分别 为 上部剪 切 型 2 3 摩 擦 摆基础 隔震 结构 运动 方程 .
水平位 移( 基底滑移量 )五( =12 … , 表示 上部 结构质 量 m ; i ,, ) 相对 于地 面的水 平位移。
图 1 隔 震 剪切 型 结 构 的 分析 模 型
2 1 结 构的基 本 周期 的 求解 .
结 构的基本 周期可 由以下两 种方法求得 :
公式 求得。滑道与 滑块 下底 面 涂有 摩擦 材料 聚 四氟 乙烯 。文 中 主要 讨论 了变摩擦 系数 和变滑道半径 两种情 况下 , 摩擦 摆 系统在
方法 2 利用剪 切型结 构 的层间 刚度 和集 中质量求解 : : lK] 0[ ] =0 [ 一6 M j
T=2 /o nc
() 2
() 3
其 中 ,K] [ 为结 构刚度矩阵 ; M ] [ 为结验研究 , 将其应 用到房 屋加 固改 造 的圆频率 。 J 并 当体 系为单 自由度时 , 由公式 ( ) ( ) ( ) : 可 1 ,2 和 3得 中。
s5 { 主 0是 号 数 a: 一 : 符 函 。 n。 1 < ()
其 中 ,0 主 为滑块 的速度 ; 为 滑道半 径 ; R Xo为滑块 ( 隔震层 ) 的水平相对位 移 ; 为摩擦 系数 。 [ ] 艾} C] } K] x} 一[ ] J { + o ( ) M { +[ { +[ { = M { }艾 } 6 其 中 , , 分别 为 上部结 构 相对 于地 面 的水平 位 移 , x, 艾 速
基于小波变换的层间隔震结构地震响应分析

基于小波变换的层间隔震结构地震响应分析张尚荣;杜永峰;惠迎新;毛明杰【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2017(039)005【摘要】利用小波多分辨率分析将地震动加速度分解为多频段小波分量,并运用复模态方法推导其计算层间隔震体系在地震作用下的动力响应公式,讨论各频段地震信号及结构响应的能量分配.同时利用小波时频工具分析地震动能量在时频域内的分布对层间隔震结构响应的影响,进而为考察地震动非平稳性对层间隔震结构非线性分析的影响提供方法.利用小波分析的以上优势,对一典型层间隔震结构分别进行弹性和弹塑性分析,结果表明弹性体系在地震作用下的响应可由该地震波各小波分量的响应叠加而得,地震动能量在时间上的集中会对层间隔震结构响应产生不利影响.%In this study,ground motion acceleration time history was decomposed into multi-band wavelet components using the wavelet multi-resolution analysis method,and a dynamic response formula for an inter-story isolation structure under earthquake action was deduced using the complex modal method.The resulting seismic signals and displacement energies in a distinct frequency channel are discussed.The impact of earthquake energy distribution in the time-frequency domain on structural response was analyzed using wavelet time-frequency analysis tools,which provide a method of analyzing the nonlinear response of inter-story isolation structures.Finally,the elastic and elastoplastic responses of a typical inter story isolation structure under earthquake excitation areanalyzed using wavelet analysis.The results show that the elastic response can be the superposed seismic response of each waveletcomponent.Therefore,energy concentration of earthquake ground motion in the time domain can cause an adverse effect on inter-story isolation structures.【总页数】7页(P836-842)【作者】张尚荣;杜永峰;惠迎新;毛明杰【作者单位】宁夏大学土木与水利工程学院,宁夏银川750021;兰州理工大学防震减灾研究所,甘肃兰州730050;宁夏大学土木与水利工程学院,宁夏银川750021;宁夏大学土木与水利工程学院,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】TU352.1【相关文献】1.基于改进型SMA-三重摩擦摆隔震支座的层间隔震结构地震响应分析 [J], 李晓东;赵健;王文渊2.竖向刚度突变结构层间隔震地震响应分析 [J], 崔利富;孙建刚;王振3.基于小波变换的层间隔震结构地震响应分析 [J], 张尚荣;杜永峰;惠迎新;毛明杰;;;;4.层间隔震结构动力特性及地震响应分析 [J], 黄小健;赵歆冬;马辉5.大底盘单塔楼层间隔震结构地震响应分析 [J], 黄丹青因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于ETABS软件隔震结构地震响应分析计算

基于ETABS软件隔震结构地震响应分析计算韩学川;王兴国;葛楠;屈华静【摘要】利用结构有限元分析软件ETABS建立了框架-剪力墙结构三维分析模型,在基础设置FPS摩擦摆隔震装置.计算结果表明,在结构基础设置FPS隔震装置以后,结构的楼层位移有所增大,但沿结构高度分布趋于均匀,层间位移与结构内力都明显减少.对于以弯曲变形为主的高层结构,底部层间位移降低较少而顶部层间位移降低较多.结构顶部柱的剪力在中柱与边柱之间分配趋于均匀.剪力墙的剪力与弯矩分别减少了30%以上.【期刊名称】《河北联合大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】6页(P90-94,103)【关键词】框架-剪力墙结构;隔震;ETABS软件;时程分析;层间位移【作者】韩学川;王兴国;葛楠;屈华静【作者单位】河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山 063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山 063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山 063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TU311.410 引言基础隔震技术已经得到了广泛的应用[1-15],属于被动结构振动控制技术,通过在上部结构和基础之间设置隔震层来延长结构的自振周期,远离地震的卓越周期,减小结构的地震响应。
然而,目前基础隔震技术主要应用在中低层建筑,这主要是由于中低层建筑自振周期较短,隔震后周期增加明显,隔震效果良好,并且结构在地震作用下倾覆力矩比较小。
近年来,针对高层建筑,国内外学者开发了大量隔振技术,例如,普林司通和竹中工务店[3]共同开发了适用于高层建筑的隔震橡胶支座,美国加州大学的Wen-Chyr Chai[12]提出了巨型框架-子结构隔震结构方法(Mega-Sub Control Method),华中科技大学熊世树[5,6]提出了一种具有三向适宜刚度和阻尼性能的三维隔震支座——铅芯碟簧橡胶支座。
基于抗拔型三重摩擦摆支座的单层网壳隔震性能分析

基于抗拔型三重摩擦摆支座的单层网壳隔震性能分析
摩擦摆支座(Friction Pendulum Bearing,简称FPB)是一种有效的干摩擦滑移隔震支座,近年来在国内外应用十分广泛。
众所周知,隔震技术除了要保证水平隔震装置的耗能衰减能力外,还应考虑水平和竖向的多方耦合隔震问题。
然而,就目前常用于空间结构的支座装置而言,很难做到集耗能、竖向隔震和造价低于一体。
本文针对此种支座的缺点,为适应其在空间结构中应用的要求,
设计了一种新型的竖向抗拔摩擦摆支座,并就这种新型抗拔型三重摩擦摆支座在大跨空间结构振动控制中的应用进行了研究,主要研究工作分为以下几个方面:首先,简要介绍了抗拔型三重摩擦摆支座的构造,并通过对此种支座的动力分析,给出其水平及竖向刚度和位移公式。
通过整体结构的运动方程,得出支座刚度,周期等支座本身的力学属性。
其次,对安装有抗拔型三重摩擦摆支座的单层球面网壳结构进行数值模拟分析。
模拟其在不同工况及不同地震波强度输入下,对不同跨度的单层球面网壳结构进行动力响应分析,进而分析抗拔型三重摩擦摆支座在网壳结构中的隔震效果。
最后,结合以上分析结果,对这种抗拔型三重摩擦摆支座在网壳结构中的应用做
一总结,并为以后这种抗拔型三重摩擦摆支座在网壳结构中的应用提供借鉴。
基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析

基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析基于SMA的空间杆系结构地震响应控制模型试验与理论分析一、引言近年来,地震灾害的频发给建筑结构的设计与抗震能力提出了更高要求。
为了提高建筑物的地震响应控制能力,许多研究者开始研究新型的地震响应控制方法。
形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)是一种具有良好形状记忆和超弹性能的材料,被广泛应用于结构中,以增强其抗震能力。
本文基于SMA材料,通过模型试验与理论分析的方法,对空间杆系结构的地震响应控制进行研究。
二、SMA材料的基本原理SMA材料是一种金属合金,具有良好的形状记忆和超弹性能。
其基本原理是材料的晶格结构在温度改变时发生相变,从而产生形状记忆效应。
当SMA材料处于低温状态时,其晶格结构呈现出一种固定的形状;而当SMA材料受到热力激活时,晶格结构发生变化,重新恢复到其原本的形状。
这种形状记忆效应使得SMA材料在地震响应控制中具有较好的应用潜力。
三、空间杆系结构的地震响应控制模型试验为了研究SMA材料在空间杆系结构中的地震响应控制作用,我们设计了一组模型试验。
首先,我们选择了一座具有典型结构特点的空间杆系结构作为研究对象。
然后,在杆系结构中添加了一定数量的SMA材料,形成一种联储结构系统。
接下来,我们通过地震波模拟装置对该系统进行了一系列地震荷载的模拟试验。
通过测量结构各个部位的位移、应力和应变等参数,我们可以得到SMA材料在地震响应控制中的作用效果。
四、地震响应控制模型试验结果分析分析模型试验结果发现,在地震荷载作用下,SMA材料能够有效减少结构的动态位移,并显著降低结构的应力和应变。
这是因为SMA材料具有良好的形状记忆和超弹性能,能够在地震荷载作用下迅速恢复到原本的形状,从而减小结构的变形。
此外,SMA材料的高强度和良好的耐久性也使得结构在地震作用下具有较好的抗震性能。
五、地震响应控制模型的理论分析除了模型试验,我们还进行了地震响应控制模型的理论分析。
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S e i s mi c r e s p o ns e o f s t o r y i s o l a t i o n s t r u c t u r e wi t h mo d i ie f d
S M A- t r i p l e f r i c t i o n p e n d u l um i s o l a t i o n b e a r i ng
要: 基于三重摩擦摆 隔震 支座的优缺点 以及 S M A螺旋弹簧 的特性 , 提 出了一种改进型 S MA一 三重摩擦摆 隔震
支座 , 介 绍了改进型 S M A一 三重摩擦摆 隔震支座 的构造 特点和力学原理 , 并 以大底 盘单 塔结构为例 , 利用 S A P 2 0 0 0
软件分别建立 了普通抗震 结构 、 层 间隔震结构两种结构模 型 , 通过在罕遇地震作 用下 的动力 时程分析 , 得 出两种结 构在地震作 用下 的不同响应( 层 间位移 、 楼层加速度 、 层 间剪 力 、 能量耗散 ) , 并对结果进行 了对 比分 析。结果表 明,
L I Xi a o d o n g , Z HAO J i a n, W ANG We n y u a n
( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e i r n g , L a n z h o u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , L a n z h o u 7 3 0 0 5 0 , C h i n a )
改进型 S M A一 三重摩擦摆 隔震 支座具有 良好 的隔震效果 。本文 为这类工程 的实 际应用提 出了可行性建议 。 关键词 : 三重摩擦摆隔震支座 ; S MA螺旋弹簧 ; 力学原理 ; 层 间隔震 ; 动力时程分析
中图分 类号 : T U 3 9 1 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 8—1 9 3 3 ( 2 0 1 7) o 3— 0 9 0— 0 5
o f i n t e r l a y e r d i s p l a c e m e n t , a c c e l e r a t i o n , i n t e r l a y e r s h e a r f o r c e a n d e n e r g y d i s s i p a t i o n o f t h e t w o t y p e s t uc r t u r e s w e r e i g v e n a n d t h e
四川建筑科学 研究
S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e
1 7年 6月
基于改进 型 S M A一 三重摩擦摆隔震支座 的层 问隔震 结构地 震响应分析
李晓东 , 赵 健, 王文渊
7 3 0 0 5 0 ) ( 兰州理工大学土木工程学院 , 甘肃 兰州 摘
n u me i r c a l r e s u h s o f t h e t w o t y p e s t uc r t u r e s w e r e c o mp a r e d i n o r d e r t o a s s e s s t h e d a mp i n g e f f e c t o f t h e s e s t uc r t u r e . I t s h o ws t h a t t h e s t o y r i s o l a t i o n s t uc r t u r e wi t h mo d i i f e d S MA・ t i r p l e f i r c t i o n p e n d u l u m i s o l a t i o n b e a r i n g c a n i mp r o v e t h e d a mp i n g e f f e c t o f t h e s t uc r t u r e . T h e