多點激勵下隔震大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析方法研究結(jié)題摘要

項目重點研究了大跨隔震結(jié)構(gòu)考慮地震動空間效應(yīng)的影響，通過理論分析與振動臺試驗研究，分析了隔震大跨空間結(jié)構(gòu)在多點地震激勵下的地震響應(yīng)特征。近年來，支座隔震技術(shù)逐步應(yīng)用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由于隔震層的存在，導(dǎo)致現(xiàn)有計算方法無法適用于隔震結(jié)構(gòu)多點地震激勵下的地震響應(yīng)分析。項目針對隔震空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)超長、大跨的特點，基于理論分析與振動臺模型試驗，確定了多點地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析方法，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的動力特性和地震響應(yīng)特征。理論方面，針對隔震結(jié)構(gòu)的非線性問題，重點解決結(jié)構(gòu)動力方程中的支座變剛度與非比例阻尼問題，提出剛度和阻尼等效準(zhǔn)則，實現(xiàn)動力方程的直接求解，并進(jìn)行算法研究，編制相應(yīng)的計算程序。試驗研究方面，基于振動臺臺陣模型試驗，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多點地震輸入下的動力特性和響應(yīng)特征，重點考察地震動激勵、支座的剛度和阻尼變化對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，并驗證理論模型的合理性。最后基于理論分析與試驗研究，利用數(shù)值模擬進(jìn)行參數(shù)分析，建立多點地震激勵下隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實用分析方法。 2100433B

研究表明，大跨結(jié)構(gòu)在抗震分析時要考慮地震動空間效應(yīng)的影響。近年來，支座隔震技術(shù)逐步應(yīng)用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由于隔震層的存在，導(dǎo)致現(xiàn)有計算方法無法適用于隔震結(jié)構(gòu)多點地震激勵下的地震響應(yīng)分析。項目針對隔震空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)超長、大跨的特點，基于理論分析與振動臺模型試驗，以期建立多點地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析方法，并系統(tǒng)研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的動力特性和地震響應(yīng)特征。理論方面，針對隔震結(jié)構(gòu)的非線性問題，重點解決結(jié)構(gòu)動力方程中的支座變剛度與非比例阻尼問題，提出剛度和阻尼等效準(zhǔn)則，實現(xiàn)動力方程的直接求解，并進(jìn)行算法研究，然后編制相應(yīng)的計算程序。試驗研究方面，基于振動臺臺陣模型試驗，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多點地震輸入下的動力特性和響應(yīng)特征，重點考察地震動激勵、支座的剛度和阻尼變化對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，并驗證理論模型的合理性。最后基于理論分析與試驗研究，利用數(shù)值模擬進(jìn)行參數(shù)分析，建立多點地震激勵下隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實用分析方法。

本項目針對大跨空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的三維動力特性和地震響應(yīng)的多向隨機(jī)性特點，研究屋蓋結(jié)構(gòu)的三維復(fù)合隔震。研制適合于大跨空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的三維復(fù)合隔震支座，支座的水平隔震采用聚四氟乙烯摩擦滑移裝置與水平復(fù)位、限位裝置串聯(lián)，豎向隔震采用圓柱形螺旋彈簧或環(huán)行彈簧。重點探討：水平摩擦滑移裝置的摩擦系數(shù)與豎向動力荷載變化間的關(guān)系；兩向水平荷載作用下，滑移摩擦裝置滑動面上的兩水平方向摩擦力與位移間的耦合關(guān)系；及豎向初始剛度的選擇等問題。對復(fù)合支座進(jìn)行試驗，基于試驗研究與理論分析，建立復(fù)合隔震支座的力學(xué)模型，確定主要參數(shù)的計算方法或給出實用曲線。基于支座的力學(xué)模型與網(wǎng)格屋蓋的動力特性，開展三維復(fù)合隔震支座的應(yīng)用研究，建立三維復(fù)合隔震理論與分析方法，通過參數(shù)優(yōu)化提出實用的設(shè)計方法與建議，為支座應(yīng)用于工程實踐創(chuàng)造條件。本項目的研究成果對大跨網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的抗震防災(zāi)及推動我國空間結(jié)構(gòu)振動控制發(fā)展水平具有積極意義。 2100433B

本書系統(tǒng)的對大跨越輸電塔線結(jié)構(gòu)體系在多點輸入情況下的抗震分析方法和抗震性能及影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析，共分7章。第1章介紹了大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)抗震分析的國內(nèi)外的最新研究進(jìn)展；第2章介紹本書采用的地震波及相干函數(shù)；第3章系統(tǒng)介紹了兩種適合于大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)多點輸入狀態(tài)下的抗震分析方法，多點輸入時程分析法和多點輸入抗震可靠度分析法；第4章分析了大跨越輸電塔線體系結(jié)構(gòu)的動力特性；第5章從扭轉(zhuǎn)角、結(jié)構(gòu)頂點位移、軸力、基底剪力等方面分析了多點輸入下大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)的抗震性能；第6章通過調(diào)峰的方法使結(jié)構(gòu)達(dá)到破壞狀態(tài)，然后對結(jié)構(gòu)在多點輸入下的破壞方式進(jìn)行分析，系統(tǒng)分析了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、桿件的失穩(wěn)破壞及塑性破壞。第7章系統(tǒng)分析了影響多點輸入下大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)抗震性能的主要因素，包括跨距、塔頭形式、地震波的傳播方向及視波速等。