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隔震结构体系的地震反应和抗震可靠度研究

作　者: 许宏洲
导　师: 王全凤
学　校: 华侨大学
专　业: 结构工程
关键词: 基础隔震可靠度指标时程可靠度承载力可靠度抗倾覆可靠度随机有限元
分类号: TU352.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

基础隔震是一种目前在建筑结构减震方面很好的方法，它通过软弱隔震层的大变形来减少地震地面运动对上部结构的影响，减少建筑结构地震反应加速度和层间剪力，从根本上减少地震对人身安全、建筑物及其室内重要设备的破坏。本论文在广泛调研国内外隔震结构研究成果的基础上，从基础隔震结构的动力时程分析出发，采用随机有限元法，计算隔震结构在某一地震波作用下位移、速度、加速度反应的均值、方差。假设其反应的分布，计算出结构的承载力时程可靠度。并与传统的非隔震结构抗震可靠度相比较。说明隔震结构在防止结构层间位移过大而引起破坏有很好的效果。根据隔震结构的特点，本文在考虑了边缘隔震支座不产生拉应力及支座压应力不超过其承载压应力这两个条件下，建立隔震结构的抗倾覆极限状态方程，最后得出隔震结构抗倾覆可靠度的计算公式。在考虑了结构使用期限内各个等级地震发生概率的基础上，运用时程可靠度分析，计算了隔震结构使用期限内的承载力可靠度和抗倾覆可靠度，并与传统的非隔震结构的分析结果相比较。本文最后就影响隔震结构可靠度的一些有关参数进行初步分析。这些参数主要是：刚度K、阻尼C和质量M的变异系数；结构的高宽比；隔震层的阻尼比；上部结构与隔震层的刚度比等。本文还探讨了影响高宽比限值的一些因素。本文通过隔震结构可靠度的计算，得出的主要结论如下： ①隔震结构在多遇地震的作用下，隔震层的承载力可靠度大于上部结构的承载力可靠度，但在罕遇地震作用下，隔震层的承载力可靠度有可能会小于上部结构的承载力可靠度。 ②隔震结构使用期限内保持“中震可修”和“大震不倒”的概率大于非隔震结构；隔震结构在使用期限内有很高的承载力可靠度和抗倾覆可靠度。 ③隔震结构的抗倾覆可靠度主要受高宽比限制，高宽比的限值又与场地条件，地震加速度峰值及隔震层的刚度(结构周期)有关。 ④上部结构与隔震层的刚度比是隔震结构的一个很重要的参数，它是决定结构周期的主要因素，对结构的抗倾覆可靠度和承载力可靠度都有重要影响。 ⑤隔震层的阻尼对结构的抗倾覆可靠度及承载力可靠都有影响，但对抗倾覆可靠度的影响更为显著。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
第1章绪论  6-18
  第1节建筑物隔震概述  6-12
  第2节结构可靠度概述  12-16
  第3节随机有限元的发展概况  16-17
  第4节本课题来源和研究内容  17-18
第2章隔震结构承载力时程可靠度分析  18-44
  第1节计算模型及运动方程的建立  18-19
  第2节随机有限法求解隔震结构地震动力响应  19-21
  苇3节结构的破坏准则  21-22
  第4节隔震结构的承载力时程可靠度分析  22-25
  第5节结构体系的承载力可靠度分析  25-26
  第6节基于随机有限元的可靠度程序设计  26-28
  第7节算例及结果分析  28-44
第3章隔震结构抗倾覆时程可靠度分析  44-52
  第1节极限状态方程及其可靠度公式的推导  44-47
  第2节算例及结果分析  47-52
第4章隔震结构使用期限内的可靠度分析  52-57
  第1节结构层间变形能力的统计参数  52-53
  第2节设计基准期内小震、中震、大震发生的概率  53
  第3节使用期限内的承载力可靠度分析步骤  53-54
  第4节算例分析  54-55
  第5节隔震结构使用期限内的抗倾覆可靠度分析  55-57
第5章隔震结构可靠度影响因素分析  57-69
  第1节 K、C、M变异系数的影响  57-59
  第2节高宽比的影响  59-60
  第3节隔震层阻尼比的影响  60-63
  第4节刚度比的影响  63-66
  第5节结构高宽比的影响因素  66-68
  第6节本章小结  68-69
第6章总结与展望  69-71
  第1节本文所做工作的总结  69-70
  第2节展望  70-71
参考文献  71-76
致谢  76

隔震结构体系的地震反应和抗震可靠度研究

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