【正文】 層間位移角，并與普通窯尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，可以得出以下結(jié)論：，結(jié)構(gòu)的整體振型形式不變，但基本周期明顯增大，%。mm1等效阻尼比/%GZY300103144673319隔震支座設(shè)置在窯尾旋風(fēng)筒設(shè)備的下部，主要是在結(jié)構(gòu)的三、四、五層，每個旋風(fēng)筒支座下設(shè)置四個隔震支座，其中，窯尾結(jié)構(gòu)第三、四和五層隔震支座總個數(shù)分別為120和24。mm1γ=50%水平性能γ=100%水平性能γ=250%水平性能等效剛度/kN隔震單元擁有線性和非線性屬性，其中線形屬性包括有效剛度和有效阻尼，非線性屬性包括剛度屈服力和屈服后的剛度比。第4章 隔震支座減震效果分析對設(shè)立隔震裝置的窯尾結(jié)構(gòu)，分別進(jìn)行模態(tài)分析、地震反應(yīng)譜分析和動力時程分析，并和上一章的普通窯尾結(jié)構(gòu)模型相關(guān)結(jié)果進(jìn)行對比分析，觀測其減震效果。模態(tài)分析在一定程度上幫助我們對結(jié)構(gòu)的動力效應(yīng)進(jìn)行判斷，并提供相關(guān)的設(shè)計參數(shù)。表34 風(fēng)載荷型系數(shù)風(fēng)向角層高(米)90180270阻風(fēng)率（4）地震荷載：地震設(shè)防烈度7度，Ⅱ 類場地，設(shè)計地震分組為第二組，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別為乙類，按照二級抗震等級采取抗震措施。表33 鋼柱和鋼支撐的截面（單位：mm）構(gòu)件編號ZaZbZCaZCbZCcZCd外徑825700630630529406厚度141212141210結(jié)構(gòu)基本如圖31~圖35所示圖31 底層平面布置圖圖32 三層平面布置圖圖33 24層柱平面圖圖34 5層柱平面圖圖35 6~7層柱圖荷載取值依據(jù)工藝資料提供的荷載和參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進(jìn)行取值，具體如下所示：(1)恒荷載包括：結(jié)構(gòu)自重(建模時，跨度3米以內(nèi)的次梁不處理,但考慮次梁自重)， ，加勁肋、水平支撐等自重荷載 ，設(shè)備自重按照工藝資料圖；(2)活荷載包括： , ，耐火磚堆放區(qū)域20 ，事故堵料荷載按照工藝資料圖；注：參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092001的原則采用樓面活荷載折減方式，即當(dāng)樓面梁的從屬面積超過25時。框架梁為H型鋼梁，框架梁的截面尺寸見表32，柱為鋼管混凝土柱，支撐則采用空心鋼管，框架柱和支撐的截面尺寸見表33。尤為突出的是其強(qiáng)大的分析功能，比如：靜力分析、模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析、線性及非線性動力分析、屈曲分析等。（3）根據(jù)所得出的各種參數(shù)確定鉛芯橡膠支座的型號，分析它的初始剛度、屈服后剛度和阻尼比在地震反應(yīng)中的減震耗能特性，作為模擬的分析驗證的評判。根據(jù)文獻(xiàn)[41][43]的規(guī)定，鉛芯橡膠支座選型的思路為；（1）根據(jù)規(guī)范[44]中的2, 3, 12條來定橡膠支座的平均受壓應(yīng)力的極限值。在地震作用下的反應(yīng)分析中差別明顯，分析出的結(jié)果也會受到影響。本文所選用的隔震支座就是這種鉛芯橡膠支座。鉛芯橡膠隔震支座研發(fā)在上個世紀(jì)七十年代，將鉛棒注入橡膠中達(dá)到如下目的：1)是使阻尼作用變大，減少地震對結(jié)構(gòu)的破壞作用，明顯增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的恢復(fù)能力，大大提高隔震結(jié)構(gòu)的減震效果；2)是提高隔震支座的初始剛度，能較好地抵抗一些外部荷載。阻尼則是用來減小結(jié)構(gòu)的地震幅度，可以減少地震能量對結(jié)構(gòu)的作用，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由他們的研究可知，經(jīng)過系統(tǒng)的研究和周密的實驗，得到了一些比較有用的設(shè)計參數(shù)值，通過TMD調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的自振頻率，避免了地震作用時發(fā)生共振，從而避免建筑主體結(jié)構(gòu)受到不可恢復(fù)的破壞。圖27為TMD控制系統(tǒng)示意圖。（4）隔震裝置具有易安裝，損壞易替換和維修方便等優(yōu)點，基礎(chǔ)隔震技術(shù)的研究與應(yīng)用的發(fā)展離不開隔震裝置的這些優(yōu)點?；A(chǔ)隔震體系有以下的特點：（1）隔震支座能有效的消耗部分地震能量，隔震層可以保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，使主體結(jié)構(gòu)的加速度、位移和樓層剪力等減小。由圖26可以得出，上部結(jié)構(gòu)第層的地震反應(yīng): (217)根據(jù)朗貝爾原理，得出如下動力方程: (218)那么上部結(jié)構(gòu)的相對運動方程: (219)式中: ,一 分別是隔震層相對地面的加速度值、速度值、位移值一地面加速度,一上部結(jié)構(gòu)相對于隔震層的加速度值、速度值、位移值,一分別是上部結(jié)構(gòu)的阻尼、剛度、質(zhì)量矩陣是 Reily阻尼矩陣，, ,是比例常數(shù)。通常情況下也需忽略結(jié)構(gòu)的豎向變形和應(yīng)變引起的擺動效應(yīng)，這樣我們可以認(rèn)為隔震結(jié)構(gòu)是近似的水平運動。則,公式28就可以表示為： (29)求出加速度反應(yīng)值，設(shè)地震的場地特征頻率為，結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)轉(zhuǎn)換常數(shù)，轉(zhuǎn)換函數(shù)是隔震結(jié)構(gòu)的地震加速度值與隔震體系所在地面的地震加速度的比值，且，那么。但如果上部結(jié)構(gòu)不符合單質(zhì)點特點，且層數(shù)較多，或高寬比較大、層剛度小，我們就需要把此類結(jié)構(gòu)作多質(zhì)點體系處理，同時考慮其附帶的扭轉(zhuǎn)、傾覆等問題。與雙線性模型相比，修正后的雙線性模型不僅考慮了剪切變形的相關(guān)性，也考慮到了橡膠隔震支座屈服荷載和支座剛度受應(yīng)變影響的條件。而且從等效雙線性模型可以看的出不僅加載卸載階段存在突變點，彈性到塑性的階段也存在突變點，所以當(dāng)我們在使用此模型做處理分析時，得到的計算結(jié)果會容易失真并且處理起來的過程也很復(fù)雜。 （21）式中：—水平恢復(fù)力—支座的粘滯阻尼系數(shù)—支座的彈性剛度—支座的水平位移—支座的水平速度等效的線性恢復(fù)力模型未考慮支座的非線性，用的是粘滯阻尼比和等效剛度兩個參數(shù)來模擬該支座的非線性特征，雖能很好的模擬支座的滯回特性，但其計算結(jié)果并沒那么精確，對于單向地震激勵時的情況可以使用等效線性模型，而對于在雙向激勵狀態(tài)下的情況，隔震支座并沒有考慮變形和兩個方向的耦合效應(yīng)。（1）等效線性模型 等效線性模型的簡圖如下圖21所示。智能控制的控制形式不同于其他控制形式，它主要是基于智能控制算法、驅(qū)動和阻尼裝置的原理來控制結(jié)構(gòu)的動力響，該智能控制算法原于主動控制理論，但又不需要很大的外部控制力，最大區(qū)別之處在于施加控制力的設(shè)備是智阻尼裝置而不是外界設(shè)備能量源。（3）混合控制混合控制是將被動和主動控制同時應(yīng)用，具有這兩種控制系統(tǒng)的優(yōu)點。目前采用的結(jié)構(gòu)隔震體系在安全性、可行性、經(jīng)濟(jì)性等因素的影響下，應(yīng)用比較多的主要有：橡膠墊隔振體系、滑移隔振體系、摩擦擺隔震體系以及組合隔震體系等。雖然隔震技術(shù)起始時間很早，但建筑物結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)首次在我國的提出時間是在20世紀(jì)60年代左右，之后才得以展開并進(jìn)行研究。經(jīng)過對隔震理論的不斷研究和探討，很多已建建筑在經(jīng)歷地震后取得不錯的隔震效果，死亡人數(shù)眾多甚至多達(dá)7000人次，而南加州大學(xué)醫(yī)院是一座采用橡膠隔震技術(shù)的隔震建筑，雖經(jīng)歷了此次的洛杉磯大地震，但卻沒有受到較為嚴(yán)重的損壞，但由于采用了橡膠隔震支座，所以該建筑主體絲毫沒有受到損壞，并且所采用的橡膠隔震支座及阻尼器在此次地震中也沒有受到破壞，保存的很完整，所以這些實際應(yīng)用所帶來的隔震效果又進(jìn)一步向人們展示隔震不僅可以運用于多層建筑中還可以用于高層建筑中。另外高度達(dá)130米的大阪DT大樓，是采用滑動支座隔震的日本的超高層建筑，不僅如此，在大阪建成的由四棟建筑組成的楠葉塔樓城，同樣采用了基礎(chǔ)隔震體系，采用隔震體系的這類建筑己成為日本塔樓建設(shè)通行的做法。如今，美國制定公布了《國際建筑規(guī)程》和《隔震設(shè)計指南規(guī)范》，已成為目前建筑隔震設(shè)計的統(tǒng)一規(guī)范。1969年的南斯拉夫的斯克比小學(xué)是具有現(xiàn)代隔震概念的最早建筑物，該建筑物使用了矩形純橡膠體來作為隔震層?！案粽稹奔锤綦x地震，一般常見的是在建構(gòu)筑物的底部或某個高度處設(shè)置隔震裝置，通過此裝置來減小地震對結(jié)構(gòu)物的輸入能量，或者利用此裝置來吸收部分的地震能量，以此來減小地震對結(jié)構(gòu)物的破壞。所以對于地震的最真實性數(shù)據(jù)我們很難得到，因而也不能預(yù)先知道發(fā)生地地震參數(shù)。因此，工程設(shè)計人員為了滿足結(jié)構(gòu)對延性的要求，通常是通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度來滿足的。地震發(fā)生所造成的重大人員傷亡和巨大經(jīng)濟(jì)損失，大多數(shù)原因是建構(gòu)筑物本身的抗震性能設(shè)計不良，甚至根本沒有抗震的概念，所以當(dāng)經(jīng)歷慘痛的代價之后，世界各國都開始將抗震的思想引進(jìn)到建筑設(shè)計當(dāng)中，致力于提高建筑的抗震性能。第2章 建筑結(jié)構(gòu)隔震研究發(fā)展情況與理論分析在人類的歷史中，各種地震的發(fā)生次數(shù)不計其數(shù)，僅在上一個世紀(jì)的一百年里，有數(shù)據(jù)記載的造成傷亡人數(shù)超過5萬的地震就有20多次，由此可見地震是不可避免的自然災(zāi)害，而且地震會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和大量的人員傷亡。隔震單元采用兩節(jié)點式連接，質(zhì)量集中在單元兩端的節(jié)點i和j上，單元內(nèi)部不考慮慣性力。對于本研究而言，比較合適的隔震支座類型為GZY200，因為比較符合設(shè)備承載力和變形的要求。目前隔震技術(shù)發(fā)展日益趨于成熟，隔震方法也很多，最常見的是基礎(chǔ)隔震和層間隔震，對于一些建筑結(jié)構(gòu)上存在精密設(shè)備或者價值較高的儀器，為了對設(shè)備加以保護(hù)，有時也會在此類設(shè)備下設(shè)置隔震支座，減小地震作用對設(shè)備的影響，但是針對本文所提出的隔震研究分析，國內(nèi)外文獻(xiàn)中均研究較少，所以需要結(jié)合目前的隔震技術(shù)原理，選取合適的隔震方法運用于此類工業(yè)建筑中。圖11 標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖 圖12 A軸立面布置圖圖13 D軸立面布置圖圖14某水泥廠預(yù)熱器窯尾工程結(jié)構(gòu)實景窯尾工程主體結(jié)構(gòu)在滿足工藝要求以及安全性要求下，主要采用的結(jié)構(gòu)形式有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩類形式。基于上述種種因素，窯尾結(jié)構(gòu)的重點設(shè)計就是為了保證主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和主體的穩(wěn)定性滿足要求，同時，也要能滿足側(cè)向位移變形要求的控制，實際建設(shè)應(yīng)用中盡可能用最少的材料來實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的要求?；诟G尾結(jié)構(gòu)的特點，所以針對目前窯尾結(jié)構(gòu)的特點本文提出在鋼結(jié)構(gòu)窯尾主要設(shè)備支座處設(shè)置隔震支座的方法，減小結(jié)構(gòu)的地震作用，從而能夠達(dá)到消能減震。同時，因為生產(chǎn)設(shè)備工藝的限制，窯尾是水泥廠中結(jié)構(gòu)主體高度較高且上部荷載較大的特種工業(yè)建筑。水泥是土木工程應(yīng)用中是最為常見的建材之一，而且在工程建設(shè)中消耗量巨大。隔震單元擁有線性和非線性屬性，其中線形屬性包括線性分析時使用的有效剛度和有效阻尼，非線性屬性包括非線性分析工況使用的剛度，屈服力和屈服后的剛度比。題目 針對設(shè)備隔震的鋼結(jié)構(gòu)窯尾的地震反應(yīng)研究Title Study on seismic response of steel structure of kiln equipment isolation 45 / 49摘 要鋼結(jié)構(gòu)窯尾具有能抗震、施工便捷、重量輕等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到廣泛的運用。本文的主要研究內(nèi)容如下：對隔震支座的研究，根據(jù)研究需要和規(guī)范規(guī)定隔震單元采用兩節(jié)點間連接形式，隔震支座采用單獨的隔震單元，作為結(jié)構(gòu)與設(shè)備連接單元。關(guān)鍵詞：窯尾,隔震支座,抗震性能,反應(yīng)譜分析,時程分析AbstractSteelstructure preheat has a series of advantages, such as light weight, well earthquake resistance, easy construction, so that it is developed and applied universally all over the world. But in the process of construction, special process require small horizontal span size, irregular open hole , higher pac