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《淺談考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào)丁U973+.19學(xué)校代碼10147UDC624.04密級(jí)公開博士學(xué)位論文考慮土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析AnalysisonDynamicResPonseofMegaframewithIsolatedandSusPendedSubstructureConsidering5011一StructureDynamicalInteraction作者姓名王學(xué)慶指導(dǎo)教師劉海卿教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)博士學(xué)科專業(yè)巖土工程研究方向巖土地震工程遼寧工程技術(shù)大學(xué)致謝本文是在我的導(dǎo)師劉海卿教授悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，
2、精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到定稿，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此之際，我謹(jǐn)向?qū)煴硎咀畛绺叩木匆?，?duì)導(dǎo)師給予的種種幫助表示最真摯的感謝!再一次衷心感謝我的導(dǎo)師劉海卿教授三年來在生活上和學(xué)習(xí)上對(duì)我無微不至關(guān)懷和照顧!感謝土木與交通學(xué)院的張向東教授和張彬教授在土動(dòng)力特性研究以及土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用研究方面提出的建設(shè)性意見，是在你們的無私幫
3、助下，本文才得以順利完成。感謝中國地震局工程力學(xué)研究所的戴君武研究員在結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計(jì)算中所給予的幫助，雖然只是通過電話交談，但是卻為本文的模擬計(jì)算工作指明了方向。感謝建筑工程學(xué)院建筑工程教研室的孫慶魏老師在結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方面給予的幫助。感謝我的同學(xué)劉功勛博士在土動(dòng)力試驗(yàn)上給予的大力支持與幫助。感謝我的同學(xué)王俊光博士和孫維吉博士，在你們的熱心幫助下，使得我的論文更加完善。感謝力學(xué)與工程學(xué)院的付艷麗老師在結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)中的參與和幫助。感謝我的父母和岳父、岳母，為了我的學(xué)業(yè)，你們已經(jīng)付出的太多太多!此時(shí)我的內(nèi)心十分激動(dòng)，因?yàn)樵龠^不久就可以回報(bào)你們了!最后，
4、我要衷心感謝我的愛妻王小麗!是你!在我孤獨(dú)無助的時(shí)候，借給了我一雙柔韌而溫暖的肩膀;是你!在我迷茫困惑的時(shí)候，在我的前方點(diǎn)燃了一盞希望的燈，照亮了崎嶇坎坷的路;在這里我要大聲的對(duì)你說:老婆!你辛苦了!王學(xué)慶2009年12月于遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧工程技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文摘要由于高層和超高層建筑的建設(shè)成本高，人員和財(cái)產(chǎn)高度集中，建筑功能多變，因此與常用建筑相比，在災(zāi)害條件下具有更高的風(fēng)險(xiǎn)。研究更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)建筑功能要求的結(jié)構(gòu)新體系成為高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展過程中急待解決的重要課題之一。巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)的提出為此起到了拋磚引玉、添磚加瓦的
5、作用。巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)新體系整合了巨型結(jié)構(gòu)、懸掛結(jié)構(gòu)和隔震技術(shù)三者各自的優(yōu)點(diǎn)于一身，可有效保障高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性和使用舒適性。而結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)周圍的地基土是影響結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性最主要的影響因素之一，因此開展考慮土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)研究具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先對(duì)不同土樣在不同圍壓條件下的動(dòng)力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明土層埋置越深，圍壓就越大，因此土顆粒接觸點(diǎn)增加，導(dǎo)致骨干曲線的斜率增大，動(dòng)剪切模量和剪切波速也就隨之增大，與之相反，阻尼比隨之逐漸減小。土的這些動(dòng)力特性是研究土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的基礎(chǔ)。
6、其次，本文給出了隔震懸掛結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算時(shí)的等效計(jì)算原則和等效計(jì)算方法。研究表明擔(dān)梁與子結(jié)構(gòu)質(zhì)量比和隔震層與子結(jié)構(gòu)重力剛度比在一定范圍內(nèi)時(shí)可將隔震懸掛結(jié)構(gòu)由兩質(zhì)點(diǎn)體系簡化為單質(zhì)點(diǎn)體系，并給出了等效計(jì)算原則和等效計(jì)算公式，并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證了等效計(jì)算公式的適用性，進(jìn)而使其動(dòng)力分析問題得到較大簡化。再次，本文通過數(shù)值計(jì)算的手段對(duì)巨型框架單段和多段隔震懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行了幅頻和相頻響應(yīng)分析，揭示了單段和多段巨型框架結(jié)構(gòu)通過主子結(jié)構(gòu)間的相位差實(shí)現(xiàn)減震控制的原理。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)中的主子結(jié)構(gòu)質(zhì)量比、頻率比和子結(jié)構(gòu)阻尼比在一定范圍內(nèi)存在最優(yōu)值，可使結(jié)構(gòu)的減震控制效果達(dá)到最佳狀
7、態(tài)。另外，不同形式巨型框架懸掛結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)對(duì)比分析表明，巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)的自振周期明顯長于其他兩種形式的，有利于結(jié)構(gòu)避震。有限元時(shí)程對(duì)比分析表明，分別與結(jié)構(gòu)安全性和舒適性息息相關(guān)的主結(jié)構(gòu)相對(duì)位移和子結(jié)構(gòu)加速度明顯小于自由懸掛和傳統(tǒng)懸掛結(jié)構(gòu)的。由于隔震層的存在使得巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)有快速衰減的現(xiàn)象，表明隔震層耗散了絕大部分的地震輸入能量，從而達(dá)到較好的振動(dòng)控制效果。最后，通過對(duì)不同懸掛結(jié)構(gòu)形式在不同場(chǎng)地條件下的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程分析結(jié)果表明，土考慮土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析層做為地震波的傳播介質(zhì)，具有低頻放大和高
8、頻濾波效應(yīng)?？紤]土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用時(shí)的巨型框架隔震懸掛結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)振動(dòng)控制指標(biāo)(主結(jié)構(gòu)相對(duì)位移和子結(jié)構(gòu)絕
