三維隔振裝置及其在博物館結構中的應用研究.pdf

1、近年來，地鐵運輸系統(tǒng)迅速發(fā)展，由于城市地鐵均貫穿市中心，在負擔城市運輸任務的同時，也對沿線周圍的住宅樓、辦公樓、博物館、古建筑產生影響。目前，隔震技術的發(fā)展已比較成熟，成為一種有效的減震手段，但隔震設計主要針對水平地震作用，對軌道交通引起的以豎向為主的結構振動并未起到有效的隔振作用。因此，兼具水平隔震和豎向隔振的三維隔振技術成為工程界探索和關注的焦點。
　　本文在對國內外相關研究內容進行調研的基礎上，以既能隔離水平地震作用，又能減

2、輕地鐵運行誘發(fā)沿線建筑的豎向振動為目的，采用橡膠支座與碟形彈簧組串聯(lián)的方式，構造了一種三維隔振裝置，通過理論研究、數(shù)值模擬、應用實踐對其可行性、實用性及有效性進行了深入研究。論文主要研究工作和成果如下:
　　(1)從結構動力學基本原理出發(fā)，分析了隔振裝置的豎向隔振原理。通過合理、恰當?shù)臉嬙齑胧┦瓜鹉z支座與碟形彈簧組的剛度解耦，保證了三維隔振裝置的有效性、安全性、穩(wěn)定性，解決了隔振體系的搖擺問題，同時，提出了三維隔振的設計方法。

3、r>　　(2)利用ABAQUS分別建立了橡膠支座與碟形彈簧組的有限元模型，按照相應規(guī)范進行加載，獲得荷載—位移曲線。通過計算得到三維隔振裝置的水平剛度與豎向剛度，為其在工程中應用提供了相關參數(shù)。
　　(3)基于四川某博物館實際工程，采用結構通用有限元分析軟件SAP2000建立了原結構與隔振結構兩種三維模型。選取了7條地震波輸入兩種結構模型，從結構周期、基底剪力、層間側移和水平加速度峰值四個方面進行了分析。結果表明，三維隔振裝置具有

4、良好的水平向隔震效果。
　　(4)通過現(xiàn)場實測得到了在地鐵運行時四川某博物館室外地坪的豎向加速度時程，選取其中3條作為激勵輸入結構模型，分析了隔振和非隔振結構各樓層的豎向加速度響應，利用Matlab編程計算得到了各樓層的Z振級。結果表明，隔振后結構各樓層的豎向加速度和Z振級明顯減小。
　　(5)對于本文分析的四川某博物館結構模型，三維隔振裝置既減小了水平向地震作用下的結構響應，又降低了地鐵運行時結構各樓層的豎向加速度響應，隔