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浮放设备三维减隔震装置研究

作　者: 肖华宁
导　师: 戴君武
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 三维隔震支座 浮放设备 滑移隔震 铅芯碟簧支座
分类号: TU352.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 54次
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内容摘要


在地震灾害中,重要浮放设备、精密仪器以及珍贵文物等极易遭受破坏,其抗震减震问题是防灾减灾领域研究的重要课题。由于重要浮放设备、精密仪器以及珍贵文物等一般质量较轻,不同于质量巨大的建筑物等工程结构。如何控制隔震装置在三个主轴方向的刚度、阻尼等力学性能参数是研究的关键。浮放设备三维减隔震装置的研究有望使上述问题得以解决,具有重要的理论和工程意义。本文在深入调查分析水平隔震装置、竖向隔震装置、阻尼器等的理论和具体做法的基础上,研究开发出一种能够同时具有良好水平和竖向隔振效果的新型隔震装置——滑移摩擦碟簧三维隔震支座,通过理论研究、数值模拟以及与同类其它减隔震技术的对比分析指出,该三维隔震支座不仅性能优良、稳定,且加工制作容易、结构紧凑,具有较好的应用前景。首先,研究了采用有限单元法进行三维隔震体系分析的基本过程。然后,在充分研究三维基础隔震结构特点的基础上,对其上部结构和隔震层进行了一些合理化的简化和假设,建立了振动计算模型。进而以故宫博物院某木制佛塔三维隔震体系为例,进行了全面的减隔震效果分析。数值分析结果表明,采用本文提出的隔震措施后,木质佛塔三维隔震体系的水平向加速度峰值反应可控制在地面水平加速度峰值的25%以下,其竖向加速度峰值反应可控制在地面竖向加速度峰值的50%以下。本文还进行了隔震结构抗倾覆稳定性的分析,研究表明结构整体抗倾覆稳定性和结构局部抗倾覆稳定性良好,该隔震装置可有效保护木质佛塔在罕遇地震作用下的安全。最后选取了不同的水平隔震支座:铅芯橡胶隔震支座、摩擦滑移隔震支座、摩擦摆隔震支座,总结了它们的优缺点,进行了隔震效果的对比,表明在水平向选用摩擦滑移隔震支座是最合理的。研究结果表明,对于浮放的珍贵文物或精密仪器设备,采用本文提出的具有适当刚度和阻尼等力学参数的三维隔震系统,可使隔震后的浮放结构体系有效地避开地震动的卓越周期,极大地减小结构在三维地震动作用下发生类共振现象的可能,从而有效降低结构地震反应,达到保护被隔震目标地震安全的目的。该三维隔震系统可以推广应用于具有类似特点的所有浮放设备减隔震控制。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 引言  10-13
  1.2 浮放设备特点及其震害特点  13-14
  1.3 浮放设备隔震技术研究的现状  14-18
  1.4 三维隔震装置研究进展  18-21
  1.5 本文主要内容  21-22
第二章 三维隔震装置理论研究  22-36
  2.1 水平隔震支座  22-30
  2.2 竖向隔震支座  30-31
  2.3 阻尼器  31-35
  2.4 小结  35-36
第三章 浮放设备三维隔震装置的设计  36-56
  3.1 浮放设备概况  36
  3.2 水平隔震支座设计  36-42
  3.3 竖向隔震支座设计  42-51
  3.4 阻尼器设计  51-54
  3.5 三维隔震支座设计  54-55
  3.6 小结  55-56
第四章 三维隔震结构动力模型分析  56-64
  4.1 概述  56
  4.2 滑移隔震结构动力分析模型  56-60
  4.3 碟形弹簧隔震结构动力分析模型  60-63
  4.4 小结  63-64
第五章 浮放设备三维隔震支座体系数值模拟  64-81
  5.1 数值模拟法简介  64
  5.2 有限元分析方法  64-67
  5.3 地震波的选取  67-69
  5.4 计算模型的建立  69-71
  5.5 隔震效果分析  71-75
  5.6 隔震结构抗倾覆稳定性分析  75-77
  5.7 不同隔震支座的隔震效果对比  77-80
  5.8 小结  80-81
第六章 结论与展望  81-83
  6.1 本文的主要工作与总结  81-82
  6.2 展望  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
作者简介  88
攻读硕士期间主要参与的课题  88
参加国内外学术活动  88

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构 > 隔震结构
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