某博物馆结构基础隔震研究

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地震是人类所面临的最大的自然灾害之一,是一种突发性极强且很难准确预测的严重自然灾害,能够给人们的生命和财产造成巨大损失。中国地域辽阔,东临太平洋地震带,西邻印度洋地震带,国内大部分地区地震烈度位于6度以上。特别是近年来,我国地震灾害频发,所以抗震减震工作刻不容缓。在工程抗震领域,目前世界上有很多的抗震减震方法,例如基础隔震技术、加层减震技术、调频减震技术等等,都起到了很好的抗震效果。  对于大型建筑结构的抗震隔震,特别是具有重要意义和使用功能的博物馆、医院、军工厂、化工厂、核电站等工程,传统的抗震方法已经不能满足其抗震要求,更无法保证建筑结构以及内部人员和重要物品的安全,所以基础隔震技术的发展成为解决这一问题的重要趋势。在当代建筑结构抗震减震技术中,基础隔震技术是一种非常有效的控制方法。目前世界上的重要工程多是采用基础隔震技术进行抗震。由于基础隔震层的刚度远远小于建筑结构的刚度,所以它可以大大减小结构在地震中受到的剪力作用,并且使建筑上部结构在地震作用下基本保持平动,从而达到保证结构内部人员和物品安全的效果。  近几十年来国内外很多专家对该项技术进行了研究并取得了一定成果。本文主要以某博物馆工程为例,研究基础隔震前后结构的地震反应,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0对其建立了基础隔震前后的结构模型,采用了模态分析法对结构的自振周期变化进行分析,采用时程分析法进行了x和y两个水平方向的地震作用分析,探讨了基础隔震结构在三条不同的地震波下的隔震性能。本文主要研究工作如下:  1.综述了基础隔震结构体系的研究背景及意义,简述了基础隔震结构的国内外发展情况及组成分类;  2.论述了基础隔震结构的减震机理;  3.以某博物馆工程为例,采用模态分析法对隔震前后的结构模型进行模态分析,提取了基础隔震前后结构前6阶的自振频率、振型等震动特性,分析各自动力特性并进行对比;  4.借助有限元分析软件ANSYS10.0,对其分别输入水平两个方向上的El Centro波、Taft波和人工波,分析基础隔震前后的地震反应,通过数据比较,验证了基础隔震的隔震效果;  5.总结了本文的研究结论,指出了存在的不足和今后进一步研究的方向。
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