高层隔震建筑的三维响应分析
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摘要
本文对山西省目前最高的某一高层隔震建筑(框架-剪力墙结构)进行了计算分析。运用国际通用的有限元分析结构程序ETABS，分别建立了隔震结构计算模型和非隔震结构的计算模型，计算了它们的动力特性。本文给出了它们的前八个周期和频率及相应的空间振型，分析了各自的振型特点，并且讨论了两种计算模型的差别。采用时程分析法分别对该建筑的两种计算模型进行计算。本文给出高层隔震建筑在多遇地震和罕遇地震作用下最大层间剪力、层间位移、侧移变形以及加速度反应，并且对最大层间剪力进行了统计分析。
本文对影响高层隔震建筑的诸多因素如隔震系统的刚度、阻尼、结构的刚度、地震动持时、双向地震作用等进行了讨论，为工程建设提供一些参考。
综上所述，通过本文的分析，隔震建筑不适宜建高层建筑，而适合建多层建筑。
In this thesis, a high-rise isolated building (frame-shear wall structure) was computed and analyzed, which is the highest isolated building so far in Shanxi province. By the finite element analysis program-ETABS, which is famous in
the world, the isolated structure model and the general structure model were
built respectively. The thesis gave each of them their eight frequencies and their corresponding spatial modes and the comparison results of two model's modes. The structure models were also calculated with the time history analysis. The largest story shear, the largest story displacement, the lateral structure deformation and story of acceleration of the two model's were presented under the action of weak earthquake and strong earthquake. It proceeded the statistical analysis of the largest story shears of different earthquake waves.
The thesis discussed the effects of the factors on the high-rise isolated building, such as the rigidity and-damping of isolation system, the structural rigidity, the earthquake ground motion duration and so on.
In conclusion, through the analysis of the thesis, the high-rise isolated building are not suit to be built at some instance..
本文对影响高层隔震建筑的诸多因素如隔震系统的刚度、阻尼、结构的刚度、地震动持时、双向地震作用等进行了讨论，为工程建设提供一些参考。
综上所述，通过本文的分析，隔震建筑不适宜建高层建筑，而适合建多层建筑。
In this thesis, a high-rise isolated building (frame-shear wall structure) was computed and analyzed, which is the highest isolated building so far in Shanxi province. By the finite element analysis program-ETABS, which is famous in
the world, the isolated structure model and the general structure model were
built respectively. The thesis gave each of them their eight frequencies and their corresponding spatial modes and the comparison results of two model's modes. The structure models were also calculated with the time history analysis. The largest story shear, the largest story displacement, the lateral structure deformation and story of acceleration of the two model's were presented under the action of weak earthquake and strong earthquake. It proceeded the statistical analysis of the largest story shears of different earthquake waves.
The thesis discussed the effects of the factors on the high-rise isolated building, such as the rigidity and-damping of isolation system, the structural rigidity, the earthquake ground motion duration and so on.
In conclusion, through the analysis of the thesis, the high-rise isolated building are not suit to be built at some instance..
引文
1．吕西林、周德源、李思明．房屋结构抗震设计理论与实例．上海：同济人学出版社．1995
2．曾德民、苏经宇、樊水荣、马东辉．建筑基础隔震技术的发展和应用情况．工程抗震．3，1996
3．李宏男．摆—结构体系减震性能研究．工程力学．13(3)，1996
4．武田寿一．纪晓惠、陈良、鄢宁译．建筑物隔震防振与控制．北京：中国建筑工业出版社．1997
5．黄永林、孔建国、章熙海、张雪亮．基础隔震技术的发展及其对未来建筑设计思想的影响．工程抗震．3，2000
6．日本免震构造协会编．叶列平译．图解隔震结构入门．北京：科学出版社．OHM社．1998
7．唐家祥．隔震与消能减震结构设计规定——建筑抗震设计规范修订简介(七)．工程抗震．3，1999
8．徐彤．基础隔震结构的能量设计方法研究(硕士学位论文)．太原理工大学，2000
9．王松涛、曹资．现代抗震设计方法．北京：中国建筑工业出版社．1997
10．唐家祥、刘再华．建筑结构基础隔震．武汉：华中理工大学出版社．1993
11. R.S. Jangid and T.K. Datta. Seismic Behavior of Base-isolated Building: a State-of-the-Art Review. Proc. of Insert Civ. Engrs & Structs Buldgs. 1995. 110. May:186-203
12. R.I. Skinner、W.H. Robinson、G.M. Very. An Introduction to Seismic Isolation. Wiley. Chichester. England. 1993
13．李立．隔震与耗能技术，中国抗震研究四十年．北京：地震出版社．1989
14．基础隔震房屋模型振动台对比试验与分析．上海：同济大学学报．29(5)，2001
15．候宝隆．日本隔震技术的新发展与控震技术的实际应用．工业建
筑．2000．11
16．江宜城、唐家祥、李媛萍．多层框架隔震结构的地震扭转反应分析．工程抗震．2，2000
17．苏经宇、韩淼、周锡元、曾德民．橡胶支座基础隔震建筑地震作用实用计算方法．振动工程学报．12(2)，1999
18．周锡元、韩淼、曾德民、樊水荣．只有软着陆保护的橡胶支座隔震体系．建筑结构学报．21(5)，2000
19．曾德民、苏经宇．建筑基础隔震技术的发展利应用[J]．工程抗震．3，1996年
20．李慧、杜永峰、屠锦敏．叠层橡胶垫基础隔震技术的研究．甘肃工业大学学报．25(2)，1999
21．邓雪松、周云、阎维明．隔震结构的地震反应分析方法及影响隔震效果的因素分析．地震工程与工程振动．20(1)，2000
22．赵斌、梅占馨．日本建筑隔震技术的研究现状与发展．西北建筑工程学院学报．2，1998
23．日经．地震强，建筑(阪神大震史教训) 东京：日经BP社．1996
24. Xue ST、JunT、SatoshiK、etal.Mechanics and Dynamics of Intelligent Passive Vibration Control System.Journal of Engineering Mechanics.ASCE.1997.123(4):322327
25．叶耀先．21世纪减轻城市地震灾害研究需求——纪念工程抗震创刊20周年．工程抗震3，1999
26．郭继武．建筑抗震设计．高等教育出版社．1990
27．黄永林．基础隔震研究与应用的回顾与前瞻．地震学刊．4，1998
28．Nicos Markeis.Rigidity Plastiticity Viscosity.Can Electrorheological Damping Protect Base Isolatied Structures from Near Source Ground Motions?Eathquake Engineering and Structure Dynamics.26,1997:571—579
29．王亚勇．工程抗战展望——寄语2000年．工程抗震．1，2000
30．王亚勇．关于地震作用和结构抗震验算的修订动向——建筑抗震设计
规范修订简介(四)．工程抗震．2，1999
31．王亚勇．我国2000年工程抗震设计模式规范基本问题研究综述．建筑结构学报．21(2)，1991
32．尹保江、黄宗明、白绍良．对地震地面运动持续时间定义的对比分析及改进建议．工程抗震．2，1999
33．宋天齐、王为杰．结构隔震体系的选择和应用．工程抗震．2，1995
34．陈兵、赵彤、李法宝：隔震技术的工程应用实例．洛阳大学学报．13(4)，1998
35．谢宁．国内叠层基础隔震的研究和应用．云南工业大学学报．12(4)，1995
36．DANIELIANS,ANDROUSH.HYBRID CONTROL OF SEISMIC EXCITED BUILDING STRUCTURES(ACTIVE CONTROL,BASE ISOLATION).DAI-B52/04,p.2187,Oct 1991
37．Zhu,Huohui.Expermental and numerical evaluations of Stiffness Decoupler for Base lsolation of Structures．DAI-B 62／04,p.1979,Oct 2001
38．Abdullah,Medhat Karat.Nonlinear dynamic behavior of new and existing structures using the stiffness decgupler seistoic isolation system.DAI-B 59/09,p.4973,Mar 1999
39．张相庭．高层建筑抗风抗震设计计算．上海：同济大学出版社．1997
40．梁启智、冯建平、王中惠．高层建筑框架-剪力墙结构设计实例．广州：华南理工大学出版社．1992
41．梁启智．高层建筑结构分析与设计．广州：华南理工大学出版．1992
42．Ashraf Habibullah.ETABS Three Dimensional Analysis of Building System USER'S MANUAL.1996
43．建筑结构荷载规范(GBJ9-87)．北京：中国建筑工业出版社，1987
44．刘大海、杨翠如、钟锡根．高层建筑抗震设计．北京：中国建筑工业出版社，1993
45．傅学怡．实用高层建筑结构设计．北京；中国建筑工业出版社．1998
46．赵西安．现代高层建筑结构设计(上、下册)．北京：科学出版社．2000
47．周福霖．工程结构减震控制．北京：地震出版社．1997
48．赵世峰、蔡丹绎、程文穰等．某科技楼基础隔震的设计与试验研究．工业建筑．3，2001
49．魏琏．高层及多层钢筋混凝土建筑抗震设计手册．北京：地震出版社．1990
50．王亚勇、程民宪、刘小弟．结构抗震时程分析法输入地震记录的选择方法及其应用．建筑结构．22(5)，1992
51．刘小弟、苏经宇．时程分析法使用的设计地震动选择方法与实例．建筑结构．22(5)，1992
52．王亚勇．关于设计反应谱、时程法和能量方法的探讨．建筑结构学报．21(1)，2000
53．中国建筑科学研究院建筑结构研究所．高层建筑结构设计．北京：科学出版社．1982
54．康锦霞、魏德敏．底框砖房加橡胶垫的时程分析．工程力学(增刊)2000
55．混凝土结构设计规范(GBJ10-89)．北京：中国建筑工业出版社．1989
56．建筑抗震设计规范(GB50011-2001)．北京：中国建筑工业出版社．2001
57．陈宝栋．受多分量地震动干扰的三维分析．
58. J·Penzien & M·Watabe. Characteristics of 3 Dearthquake ground motions. Earthquake eng·struct·dyn. Vol. 3 1975
59. P·Park & T·Paulay. Reinforced Concrete Structures. John Wiley & Sons Inc. New York. 1975 _
60. E·Rosenblueth. Design of Earthquake Resistant Structures.Pentech Press.London.1980
61. Recommended Lateral Force Requirements and Tentative Commentary. Seismology Committee Structural Engineers Association of California. 1988
62． Wilson, E. L and Habibullah, A. Static and Dynamic Analysis of Multi-Story Buildings Including P-Delta Effects. Earthquake Spectra. 3(2) , Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, California, 1987
63． FA-GUNG FAN and GOODARZ AHMADI. Floor Response Spectra for Base-isolated Multi-Structures. Earthquake Engrg. And Structural Dynamics. Vol. 19, pp. 377-388,1990
64． 丁强、刘再华．具有叠层橡胶垫基础隔震系统的多层建筑的动力响应． 建筑结构学报．16(4) ，1995
65． 龚思礼．建筑抗震设计．北京：中国建筑工业出版社．1994
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