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SMA三维隔震支座的双层柱面网壳结构地震响应分析
摘要：
本文针对SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构的地震响应进行分析研究。通过建立有限元模型，采用动力分析方法，对该结构进行地震反应分析。文章着重分析了双层柱面网壳结构地震响应特点，讨论了SMA隔震支座在不同地震作用下的防震性能。研究结果表明，SMA隔震支座对于垂直地震的减震效果较为明显，但在水平地震作用下，隔震效果不如垂直地震明显。
关键词：SMA三维隔震支座；双层柱面网壳结构；地震响应；防震性能分析
Abstract:
ThispaperanalyzestheseismicresponseoftheSMAthree-dimensionalisolationbearingdouble-layercylindricalmeshshellstructure.Byestablishingafiniteelementmodelandadoptingdynamicanalysismethod,theseismicresponseofthestructureisanalyzed.Thepaperfocusesontheseismicresponsecharacteristicsofthedouble-layercylindricalmeshshellstructure,anddiscussestheseismicperformanceofSMAisolationbearingsunderdifferentearthquakeconditions.TheresearchresultsshowthatSMAisolationbearingshaveobviousdampingeffectonverticalearthquakes,buttheisolationeffectisnotasobviousasonhorizontalearthquakes.
Keywords:SMAthree-dimensionalisolationbearing;double-layercylindricalmeshshellstructure;seismicresponse;seismicperformanceanalysis.
一、引言
SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构是一种新型的结构体系，具有非常好的抗震性能。该结构的主要特点是SMA隔震支座的使用，在地震作用下可以使结构体系产生阻尼效应，从而达到减震减灾的目的。在某些特殊场合下，该结构可以快速恢复原有的初始状态，具有很好的耐震性能。近年来，随着SMA材料技术的进一步成熟和发展，SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构也得到了越来越广泛的应用。
本文基于有限元分析方法，对SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构进行地震响应分析。首先，对该结构进行力学模型建立、荷载分析和参数确定；其次，进行有限元分析，得出结构的地震反应情况；最后，通过对分析结果的讨论，总结结论和建议。
二、结构特点
SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构主要由隔震支座、柱面网壳、横向加强环、扣件等几部分组成，具有以下几个特点：
1.结构刚度较小，相对刚度大多在5%以下。
2.单层柱面网壳采用C型钢竖杆作为支撑，通过多边形撑杆网构成，形成双曲面结构。
3.采用SMA三维隔震支座作为结构隔震装置。
4.横向加强环通过格栅加强，实现双层柱面网壳的加筋。
5.隔震支座和网壳通过扣件相连接，成为整体。
结构示意图如下：
三、地震响应分析过程
本文采用有限元分析法对SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构进行地震反应分析。具体分析步骤如下：
1.建立有限元模型
根据SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构的实际情况，采取有限元法建立等效结构模型，计算中选用ANSYS软件进行有限元分析。在进行有限元建模时，按照实际情况将结构分为SMA隔震支座、柱面网壳和横向加强环3部分。其中SMA隔震支座采用非线性单元，而柱面网壳和横向加强环则采用线性单元。结构荷载使用静力荷载和动力荷载相结合的方法。
2.荷载分析和参数确定
在分析中，首先确定各种荷载的影响因素。地震作用是本研究重点，因此将采用地震响应谱作为荷载，分别模拟不同方向的地震。确定荷载后，需要确定结构的几何参数、材料特性和连接方式等参数。
3.进行有限元分析
有限元建模完成后，进行有限元分析，得出结构的地震反应情况。分别针对不同方向的地震荷载进行分析，计算结构的最大加速度响应、最大位移响应和最大加速度反应等指标。
四、分析结果与讨论
根据有限元分析结果，得到SMA三维隔震支座双层柱面网壳结构的地震响应情况。进一步分析结果，得出以下结论：
1.在水平方向地震作用下，SMA隔震支座的隔震效果不如垂直