黏滯阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響及其可量化設(shè)計(jì)方法

發(fā)布時(shí)間：2020-04-06 06:50

【摘要】：消能減震設(shè)計(jì)是指在原結(jié)構(gòu)上設(shè)置消能減震裝置,與原結(jié)構(gòu)共同消耗地震輸入能量,從而降低結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),提高結(jié)構(gòu)的安全性。黏滯阻尼器作為其中一種消能裝置,力學(xué)概念清晰,減震性能良好,成為目前工程應(yīng)用最為廣泛的消能減震裝置。本文旨在詳細(xì)研究設(shè)置黏滯阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,并通過(guò)一棟八層框架結(jié)構(gòu)為工程實(shí)例,采用SAP2000軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,以層剪力、層間位移角等為指標(biāo),驗(yàn)證黏滯阻尼器良好的消能減震性能。推導(dǎo)黏滯阻尼器的等效阻尼比的計(jì)算方法,并基于此提出一種采用可量化的減震指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)消能減震體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法步驟。本文的具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)闡述工程抗震設(shè)計(jì)思想的發(fā)展過(guò)程,引入工程結(jié)構(gòu)減震控制概念,介紹了消能減震技術(shù)概況,探討了黏滯阻尼器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和應(yīng)用現(xiàn)狀。(2)闡述了黏滯阻尼器的消能減震原理,介紹了黏滯阻尼器的分類,以及各個(gè)不同類型阻尼器的構(gòu)造形式;詳細(xì)說(shuō)明了黏滯阻尼器的恢復(fù)力模型,并指出本文采用的模型為麥克斯韋爾(Maxwell)模型;介紹了黏滯阻尼器的一般設(shè)計(jì)參數(shù),并說(shuō)明了不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)阻尼器性能的影響。(3)反應(yīng)譜理論是我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中地震作用力計(jì)算的理論基礎(chǔ),詳細(xì)闡述振型分解反應(yīng)譜法的計(jì)算過(guò)程,分別對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系消能減震系統(tǒng)和多質(zhì)點(diǎn)體系消能減震系統(tǒng)進(jìn)行彈性狀態(tài)下反應(yīng)譜分析;并通過(guò)快速非線性分析方法(FNA)對(duì)消能減震系統(tǒng)進(jìn)行彈塑性狀態(tài)下的動(dòng)力時(shí)程分析。(4)聯(lián)合采用YJK和SAP2000結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,對(duì)設(shè)置有黏滯阻尼器的消能減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以層間位移角、層剪力、樓層最大位移、樓層最大速度以及樓層最大加速度為指標(biāo),對(duì)比無(wú)控制結(jié)構(gòu),充分驗(yàn)證了黏滯阻尼器良好的減震性能,并對(duì)其進(jìn)行罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算。提出了一種以樓層位移或樓層剪力為量化指標(biāo),基于迭代計(jì)算等效阻尼比計(jì)算方法的消能減震設(shè)計(jì)流程,并闡述其具體設(shè)計(jì)步驟。
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