隔震结构地震响应分析的复模态反应谱法研究

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隔震技术是一种具有良好减震效果的抗震技术,且在许多的国家得到了认可与应用。随着隔震技术的普及推广,高效可靠的隔震结构地震响应分析方法研究也就具有了十分重要的意义。目前隔震结构的地震响应分析方法主要有三大类:时程分析法、随机振动分析法和反应谱法,而这几类方法中较常用的方法各具特色,同时也存在着一些不足。复模态法可以准确的处理结构响应分析中存在的非经典阻尼问题,隔震结构也是一种具有非经典阻尼特性的结构。本文主要是针对隔震结构的地震响应分析的复模态反应谱法进行了相应的研究,其主要内容有:(1)对隔震技术在国内外的研究发展情况进行了较为详细的总结;并对隔震橡胶支座的构造、特性及非线性恢复力模型等相关理论进行了比较全面的论述;对复模态分析法和隔震结构的动力响应分析方法:时程分析法,随机振动分析法和反应谱法的发展过程及研究进行了较全面的介绍。(2)研究复模态分析方法,并在常规的CCQC(Complex Complete Quadratic Combination)反应谱法的基础上,结合隔震支座的等效线性化,提出一种用于隔震结构动力响应分析的修正的CCQC反应谱法——等效迭代CCQC反应谱法。(3)验证方法的有效性和精确性。在MATLAB数值分析软件平台上,采用提出的等效迭代CCQC反应谱法用于简单数值算例的动力响应分析;根据设计反应谱模拟合成100条人工地震波,用于简单算例模型的非线性时程分析;以非线性时程法计算的响应最大值的平均作为参考值,与本文方法的结果及常规CCQC反应谱法结果进行对比分析。(4)将提出的方法用于三维基础隔震结构的响应分析。运用通用有限元软件SAP2000验证自编MATLAB程序建立的三维基础隔震弹性模型正确性,然后采用等效迭代CCQC反应谱法和非线性时程分析法对该三维算例进行动力响应分析并比较,验证了本文提出方法的有效性。
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