【摘 要】
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随着高层和超高层建筑不断涌现,电梯(特别是曳引电梯)与社会和人群构成了日益密切的关系,其抗震性能逐渐成为社会关注的问题。针对目前电梯抗震研究较为薄弱的问题,本论文采用理
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随着高层和超高层建筑不断涌现,电梯(特别是曳引电梯)与社会和人群构成了日益密切的关系,其抗震性能逐渐成为社会关注的问题。针对目前电梯抗震研究较为薄弱的问题,本论文采用理论分析与计算机仿真相结合的研究方法,建立基于耦合振动理论的电梯(平面内)水平运动动力学模型,并编制分析程序完成电梯地震响应分析及抗震性能评价。最后通过参数分析,获得影响电梯响应的一般规律。本文将电梯系统以导靴与导轨的接触面为界分为导轨-支架子系统、轿厢/对重-导靴子系统,并通过接触处力的平衡条件和位移协调条件将其耦合起来:阐述了利用Laplace变换求解一般支承条件连续梁振动特性的方法,并给出了振型函数正交性的严格证明;建立连续梁在广义坐标下的振动方程并将其解耦,推导了其在移动荷载、非一致支座位移激励下动力响应的求解公式;根据准静态理论,建立非线性弹簧-质点模型以研究导靴导轮、挡板与导轨之间的动接触问题;利用多刚体理论建立完善的6自由度对重-导靴动力学模型、8自由度轿厢-导靴动力学模型,推导其平面内线性振动方程及荷载向量。对于推导所得的时变耦合振动系统,本文引入高斯精细时程积分,提出逐步积分-迭代的求解过程,对两个子系统进行独立求解,并由接触条件判断计算结果是否收敛;结合耦合振动理论及求解方法,本文利用VC++编程语言编制电梯耦合振动分析程序ESRA(Elevator Seismic Response Analysis Program),实现电梯系统地震响应求解。本文针对电梯地震破坏形式,提出了抗震性能指标,利用编制的分析程序完成电梯抗震性能评价;通过参数分析,详细探讨了电梯停靠位置、挡板与导轨初始间隙、地震动峰值及频谱特性、运行速度等因素对其地震响应及抗震性能影响的一般规律,为工程中电梯的抗震设计提供合理的指导和建议。
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