基礎隔震結構動力響應分析的理論研究.pdf

1、基礎隔震技術和建筑物整體移位技術有著廣泛的工程背景和重要的理論意義與學術價值。近年來，兩者均在工程實踐和理論研究上取得了長足的進步。但是對于基礎隔震結構，由于隔震層參數(shù)與上部結構參數(shù)相差較大，容易導致數(shù)值病態(tài)，有必要對其在數(shù)值計算方面進行研究；況且將隔震技術引入到既有建筑物整體移位和加固的工程實例和經(jīng)驗少，對其在理論上進行可行性分析已成為國內外學者研究的熱點。針對以上兩個方面，本文開展了一些探討性研究，主要內容包括以下幾個方面：

2、 1．概述了工程抗震技術的演變發(fā)展過程，系統(tǒng)總結評述了基礎隔震技術的產(chǎn)生、隔震原理及分類，分析討論了基礎隔震結構的特點及適用范圍，指出了基礎隔震技術應用過程中需要解決的幾個問題及今后的研究重點。 2．介紹了結構動力學方程的有關數(shù)值解法，主要包括：中心差分法、線性加速度法、wilson-θ法、Newmark-β法、Houbolt法和精細積分法；分析了各種方法的優(yōu)缺點；通過上述不同方法的比較，指出了精細積分法在計算精度和效率上的優(yōu)越

3、性，更能在長步長、長時間內中保持穩(wěn)定性。 3．對于基礎隔震結構在地震作用下的動力響應分析，本文放棄了傳統(tǒng)求解動力方程常用的差分格式，把二階結構動力方程通過增維、降階轉化為一階微分方程組，利用精細積分法對其求解；對杜哈梅爾積分項采用牛頓——柯特斯公式及相應的復化公式進行數(shù)值計算；考慮建筑物地震作用力——等效慣性力的特點，實現(xiàn)其簡化計算，節(jié)約計算時間；插值點間隔為地震波的取樣時間，確保地震作用大小無插值誤差。該算法避免矩陣求逆，提高

4、了計算效率，數(shù)值算例顯示了算法的有效性和效率。 4．引入了增維精細積分法，把一階非齊次微分方程組轉化為齊次微分方程組，避免矩陣求逆；把結構特性和外部激勵單獨考慮，從而避免在每一步迭代過程中的指數(shù)矩陣精細積分求解，推導了相應的增維分塊精細積分公式；在理論上分析了該算法在保持計算精度的同時，可以明顯提高計算效率，算例分析也證實了這一點。 5．介紹了建筑物整體移位技術在工程實踐中的應用，分析了建筑物整體移位后，采用移動裝置進行