[发明专利]一种获取基础隔震结构转动动能的方法

说明书

本发明公开了一种获取基础隔震结构转动动能的方法，包括：利用多质点平摆动体系结构动力分析模型的运动方程计算出基础隔震结构在地震作用下的响应；计算基础隔震结构的质心位置；根据质心位置确定质心处的平动位移，利用质心处的平动位移求出各质点在地震作用下绕质心的转动位移；根据位移与加速度的关系求得各质点的角加速度；根据各质点的角加速度，获得基础隔震结构的转动动能。本发明将基础隔震结构在地震作用下的位移响应分为平动位移和绕质心的转动位移，并进一步根据位移与加速度的关系，获得质点的角加速度，进一步可以获得基础隔震结构的转动动能，为提高隔震结构高宽比的限值奠定基础，其原理清晰，计算简便。

技术领域

本发明涉及一种获取基础隔震结构转动动能的方法，属于土木工程领域。

背景技术

目前，隔震技术以其优良的性能在高烈度区应用较为广泛，当地震发生时，通过设置在建筑物的基础与底部之间的隔震支座，隔离地震向上部结构传递能量，可明显降低地震给建筑物带来的损伤。高宽比较大的建筑物的转动动能较大，导致隔震支座产生较大的拉力。若高宽比较大的建筑物应用隔震技术，会因隔震支座破坏(隔震支座抗拉性能较差)发生倒塌等事故。

发明内容

本发明提供了一种获取基础隔震结构转动动能的方法，可以用于得到基础隔震结构的转动动能。

本发明的技术方案是：一种获取基础隔震结构转动动能的方法，包括：

步骤S1、利用多质点平摆动体系结构动力分析模型的运动方程计算出基础隔震结构在地震作用下的响应；

步骤S2、计算基础隔震结构的质心位置；

步骤S3、根据质心位置确定质心处的平动位移，利用质心处的平动位移求出各质点在地震作用下绕质心的转动位移；根据位移与加速度的关系求得各质点的角加速度；根据各质点的角加速度，获得基础隔震结构的转动动能。

所述步骤S1具体为：

S1.1、确定基础隔震结构各质点的质量、刚度、阻尼、高度，隔震层的水平刚度以及施加的地震波；

S1.2、第i质点的位移如式(1)：

x_i＝x_g+x_b+x_θi+x_si                                              (1)

各质点由隔震层转动而产生的位移如式(2)：

x_θi＝θ_b×h_i                                                     (2)

上部结构的运动方程组如式(3)：

隔震结构体系运动方程如式(4)、(5)、(6)：

M＝K_θθ_b                                                       (6)