目 錄
題目要求：簡(jiǎn)要敘述隔振原理，力的傳遞和隔振，基底振動(dòng)的隔離；關(guān)于隔振算例的編程并附上編程解釋；以算例做樣本，簡(jiǎn)單介紹GUI控件的應(yīng)用。
第一節(jié) 簡(jiǎn)述隔振的原理
1.1 隔振的含義
1.2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法
1.3 隔振原理及系統(tǒng)組成
1.3.1隔振原理
1.3.2 隔振系統(tǒng)的組成
第二節(jié) 工程中的隔振(震)
2.1 力的傳遞和隔振
2.2 基底隔振
2.3 算例
第三節(jié) 算例的編程
3.1 GUI控件介紹
3.2 matlab操作步驟
3.3 編程程序的簡(jiǎn)要講述
第四節(jié) 結(jié)束語(yǔ)
第一節(jié) 簡(jiǎn)述隔振的原理
1.1 隔振的含義
人們常說(shuō)的“隔振”可以統(tǒng)稱為減震。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，抗震以“抗”為主，以“剛”為主，要提高整體剛變，要?jiǎng)偠染鶆�，避免若層。減震以“放”為主，以柔為主，改變結(jié)構(gòu)剛度，設(shè)置耗能、吸能裝置。其中結(jié)構(gòu)減震的理論和方法比較先進(jìn)，減震設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)范可循，需要開(kāi)發(fā)。
1.2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法
目前世界各國(guó)普遍采用的抗震設(shè)計(jì)方法都是既考慮強(qiáng)度，又考慮變形能力和能量耗散能力。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，使結(jié)構(gòu)在大地震作用下進(jìn)入非彈性狀態(tài)時(shí)具有較好的延性，以便耗散輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。這種抗震設(shè)計(jì)方法在很多情況下都是有效的。與其靠結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度、變形能力和能量耗散能力來(lái)抗御水平地震作用，不如人為地在結(jié)構(gòu)中布置一些耗能裝置，但這類(lèi)耗能裝置只能在結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生大變形時(shí)才有效。為適應(yīng)這種需要，基地隔振方法應(yīng)運(yùn)而生。
建筑物基地隔振是結(jié)構(gòu)物地面以上部分的底部設(shè)置隔震層，使之與固結(jié)于地基中的基礎(chǔ)頂面分離開(kāi)。目前采用的底部隔振主要用于隔離水平向的地面運(yùn)動(dòng)。隔振層的水平剛度顯著低于上部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度才能收到隔振效果。
基地隔振方法與傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法相比，有很大的優(yōu)越性，它用基地隔振系統(tǒng)來(lái)減少地震作用，并耗散地震能量，而不特別要求結(jié)構(gòu)本身有較大的變形能力和能量耗散能力。
1.3 隔振原理及系統(tǒng)組成
1.3.1隔振原理
隨著大量強(qiáng)震記錄的獲得，計(jì)算分析等手段不斷進(jìn)展，對(duì)建筑物的地震反應(yīng)也有了不同層次的影響，主要因素有：(1)結(jié)構(gòu)物的基本周期；(2)阻尼比。周期延長(zhǎng)后，建筑物的位移必然增大，必須采用適當(dāng)?shù)淖枘嵩�，增大整個(gè)結(jié)構(gòu)的阻尼，以控制主部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的相對(duì)位移，簡(jiǎn)單地說(shuō)，由于隔振建筑物具有相對(duì)較長(zhǎng)的固有周期，因此采用使發(fā)生在底層的較大的相對(duì)位移集中化的方法，來(lái)減少上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)，保證建筑物安全，并且隔振建筑能夠?qū)⒉糠值卣鹉芰炕蚍答伝氐孛�，或由集中發(fā)生在柔性底層的大變形來(lái)吸收，減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，使上部結(jié)構(gòu)基本上保持在彈性工作范圍內(nèi)，避免建筑結(jié)構(gòu)的破壞。
隔振的作用是減少振源和被隔振物體之間的動(dòng)態(tài)耦合，從而減少不良振動(dòng)傳遞給被保護(hù)物體或從物體傳出。
1.3.2 隔振系統(tǒng)的組成
隔振是振動(dòng)控制的主要方法之一，該方法通過(guò)一個(gè)包含了特殊裝置的輔助系統(tǒng)將振源和被保護(hù)物體隔離起來(lái)。這種特殊裝置稱為隔振器或隔振裝置。
隔振系統(tǒng)典型的模型包括如圖所示的三個(gè)子系統(tǒng)：被隔振物體（質(zhì)量為m）；柔性連接（隔振器）；非接觸的基礎(chǔ)（質(zhì)量為mf）。
常用的隔振器有：疊層橡膠墊支座、螺旋彈簧支座、摩擦滑移支座等。其中疊層橡膠墊隔振系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，性能可靠和穩(wěn)定，是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的一種隔振系統(tǒng)。很多工程按比例縮小的建筑模型在地震模擬臺(tái)上實(shí)驗(yàn)都獲得成功，并在工程實(shí)際施工中獲得了很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
根據(jù)彈性元件中能量耗散的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)，單軸向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型可以改變。對(duì)固定物體進(jìn)行隔振的典型動(dòng)態(tài)模型及其變形共有四種，如圖1所示。
在圖（a）中，隔振器表示為一個(gè)彈性元件（剛度為k）與粘性阻尼器的并聯(lián)，當(dāng)倆個(gè)終端的相對(duì)位移為x時(shí)，粘性阻尼器產(chǎn)生的阻尼力Fv與相對(duì)速度成正比，即Fv=c(v1-v2),粘性阻尼器是對(duì)阻尼理想化以及便于對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析而提出的，并非一個(gè)實(shí)際存在的元件。
圖(b)中隔振器的彈性元件將彈性（剛度為k）和遲滯性能量耗散特性（材料阻尼）組合在了一起。研究表明，這種遲滯阻尼可以通過(guò)一個(gè)變阻尼系數(shù)的線性（粘性）阻尼器來(lái)表示 ch=c(ω)= ψ/2π。遲滯阻尼為彈性-阻尼材料的基本特征，這類(lèi)材料有橡膠、金屬絲網(wǎng)等。
