應用摩擦擺網(wǎng)架結構抗震性能研究.pdf

1、平板網(wǎng)架結構是一種重要的空間結構形式,常用于地區(qū)標志性建筑和人員密集型場所,因此,其抗震性能尤為重要,一旦發(fā)生破壞會造成人員傷亡、財產損失與惡劣的社會影響。摩擦擺支座(FPB)作為一種有效的隔震支座,已經被應用到各種結構體系中。本文以應用FPB的平板網(wǎng)架結構作為研究對象,通過摩擦擺實體建模并用不同參數(shù)的數(shù)值模擬,以確定對網(wǎng)架結構有最佳隔震效果的摩擦擺支座。本文主要研究內容與成果如下:
　　1.針對以往學者多用彈簧-阻尼單元的模塊形

2、式來模擬摩擦擺支座對結構進行研究的缺點,本文提出通過將摩擦擺支座進行實體化建模,利用Ls-Dyna有限元軟件對應用摩擦擺支座網(wǎng)架結構進行研究分析的方法。并通過對試驗數(shù)據(jù)的對比分析,驗證了本文建模方式的正確性。
　　2.開展應用FPB網(wǎng)架結構抗震性能的參數(shù)影響。以摩擦擺支座的曲率半徑及摩擦系數(shù)作為變量,通過El-Centro波不同輸入方向以及不同地震波強度對網(wǎng)架結構的作用,評價FPB對網(wǎng)架結構的隔震效果,得到對于不同輸入方向上最優(yōu)摩

3、擦擺支座的形式,并確定了應用FPB網(wǎng)架結構抗震性能與地震波強度之間的關系。在此基礎上,利用這種最佳的摩擦擺支座形式,對El-Centro和Taft兩種地震波進行水平單向、水平雙向、豎向以及三向作用下的網(wǎng)架結構數(shù)值模擬,以研究地震波作用方向對應用FPB網(wǎng)架結構抗震性能的影響,并確定了摩擦擺支座對不同地震波輸入方向的隔震效果。為研究網(wǎng)架結構參數(shù)的影響,分別建立并對比分析了網(wǎng)格形式10×10正放四角錐平板網(wǎng)架、網(wǎng)格形式為20×30正放四角錐平

4、板網(wǎng)架、網(wǎng)格形式為20×20斜放四角錐平板網(wǎng)架及經緯雙層圓形平板網(wǎng)架中FPB的隔震效果。
　　3.對于正放四角錐平板網(wǎng)架進行摩擦擺支座的優(yōu)化研究。同時研究了對于網(wǎng)架結構隔震的最優(yōu)的摩擦擺曲面形式;最后對于支撐點不完全放置FPB的網(wǎng)架結構抗震性能進行分析,以尋找合理隔震體系與經濟最優(yōu)的隔震體系;將網(wǎng)架結構最外圍環(huán)桿進行加固設計,并應用摩擦擺支座模型在El-Centro波和Taft波水平單向、豎向以及三向作用下進行數(shù)值模擬,將加固型摩