设置金属阻尼器的高层钢框架结构减震性能研究
本文选题:金属阻尼器 + ANSYS有限元模拟 ; 参考:《兰州交通大学》2014年硕士论文
【摘要】:在工程结构减振控制领域里,消能减震技术占有很大比重,是土木工程结构抗震研究的主要方向之一,它已成为世界诸多专家学者在研究结构减震控制技术中的热点问题。金属阻尼器作为消能减震技术中一类有效的减震装置,具有取材、制作、安装简便,耐久性高,价格低等优点。金属阻尼器能为建筑结构提供附加刚度和附加阻尼,通过钢材良好的滞回性能消耗传入结构的能量,保护建筑结构的安全。由于其减震效果显著,因此被用于新建建筑的振动控制,也用于旧有建筑的维修加固。在研究的过程中,笔者做了如下工作: (1)首先本文介绍了结构振动控制的分类和目前金属阻尼器在国内外的发展状况,根据发展现状讨论本文将要研究的内容。 (2)以大连理工大学李宏男教授等人研制的单圆孔钢阻尼器和双X型钢阻尼器为例,对单片金属阻尼器的耗能机理进行了数值仿真分析,对其滞回状况进行了研究分析,并与试验数据进行了对比。利用ANSYS有限元软件模拟单圆孔型钢阻尼器和双X型钢阻尼器的拟静力加载试验,,得到的滞回曲线与试验结果吻合良好,验证了有限元软件ANSYS模拟的可靠性,同时得到这两种阻尼器都具有较大的初始刚度和良好的耗能能力。分析了装设单圆孔型钢阻尼器的建筑结构的抗震性能,并用Combin40单元模拟单片金属阻尼器,取得良好的模拟效果。 (3)运用有限元软件模拟计算时,选用El Centro波和Taft波和一条人工模拟的地震波,对安装金属阻尼器的钢框架结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了装设金属阻尼器的高层钢框架结构的减震性能。研究表明,金属阻尼器用于建筑结构中,能有效地减弱地震响应,明显削弱结构最大水平位移、最大层间位移角、最大层加速度和最大层剪力等值。 (4)对钢框架结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比分析了在结构不同位置设置金属阻尼器时的最大层位移、最大层间位移角、最大层速度、最大层加速度等值。讨论了其各种情况下的减震效果后,得出结论,仅需在结构下部75%左右楼层隔层设置金属阻尼器就可以在达到良好减震效果的同时取得较好的经济效益。
[Abstract]:In the field of vibration reduction and control of engineering structures, the energy dissipation and damping technology occupies a large proportion and is one of the main directions in the seismic research of civil engineering structures. It has become a hot issue of many experts and scholars all over the world in the research of structural damping control technology. As a kind of effective shock absorber in energy dissipation technology, metal damper has the advantages of material selection, fabrication, easy installation, high durability and low price. Metal dampers can provide additional stiffness and damping for building structures and consume the energy of incoming structures through good hysteretic performance of steel to protect the safety of building structures. It is used for vibration control of new buildings and maintenance and reinforcement of old buildings. In the course of the research, the author has done the following work: Firstly, the classification of structural vibration control and the development of metal dampers at home and abroad are introduced, and the contents of this paper are discussed. (2) taking the single circular steel damper and double X section steel damper developed by Professor Li Hongnan of Dalian University of Technology as examples, the energy dissipation mechanism of the single metal damper is numerically analyzed, and the hysteresis state of the damper is analyzed. The results are compared with the experimental data. ANSYS finite element software is used to simulate the quasi-static loading test of single circular section steel damper and double X section steel damper. The hysteretic curve obtained is in good agreement with the experimental results. The reliability of the finite element software ANSYS simulation is verified. At the same time, both dampers have high initial stiffness and good energy dissipation ability. The aseismic performance of building structures with steel dampers with single circular holes is analyzed. The Combin40 element is used to simulate monolithic metal dampers and good simulation results are obtained. The El Centro wave and Taft wave and a artificially simulated seismic wave are selected when using the finite element software to simulate the calculation. The elastic time-history analysis of steel frame structures with metal dampers and the elastic-plastic time-history analysis of steel frame structures with metal dampers under rare earthquake are carried out, and the seismic absorption performance of high-rise steel frame structures with metal dampers is analyzed. The results show that the metal dampers can effectively weaken the seismic response and weaken the maximum horizontal displacement, the maximum interstory displacement angle, the maximum story acceleration and the maximum shear force equivalent. 4) the elastic time-history analysis of steel frame structure under frequent earthquake and the elastic-plastic time-history analysis under rare earthquake are carried out, and the maximum layer displacement and the maximum interstory displacement angle are compared when metal dampers are installed in different positions of the structure. Maximum layer velocity, maximum layer acceleration equivalent. After discussing the effect of seismic absorption under various conditions, it is concluded that only 75% of the lower floors of the structure should be equipped with metal dampers, which can achieve good shock absorption effect and obtain better economic benefits at the same time.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU973.31;TU973.15
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 黄震宇,陈大跃,谢国权,朱成刚,赵春宇;电流变阻尼器的频率自适应减振控制[J];机械工程学报;2002年04期
2 杨国华,李爱群,程文p<;结构控震设计中流体阻尼器的指数选择与控制系统设计[J];工业建筑;2003年06期
3 孙荣;可控被动式电磁阻尼器的原理及初步实验研究[J];杭州科技;2003年05期
4 薛素铎,卞晓芳;SMA-MR阻尼器在大跨度挑篷结构中的减振控制研究[J];空间结构;2005年02期
5 郑水英,马振飞;被动式电磁阻尼器特性研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年06期
6 杨军,李黎,唐家祥,叶昆;铅挤压阻尼器的试验研究[J];工程抗震与加固改造;2005年05期
7 郑水英,马振飞;被动式电磁阻尼器的原理和实验研究[J];振动工程学报;2005年01期
8 王桦,龚兴龙,朱应顺,张培强;磁流变旋转阻尼器阻尼力矩的数值计算与结构设计[J];中国科学技术大学学报;2005年01期
9 ;强化式加劲阻尼器[J];上海计量测试;2005年02期
10 刘鹏;刘红军;滕军;曹天义;;电流变阻尼器的设计及模型参数识别[J];功能材料;2006年05期
相关会议论文 前10条
1 张玲凌;杨智春;孙浩;温金鹏;;一种新型非线性阻尼器的设计及特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 贾九红;黄修长;杜俭业;汪玉;华宏星;;粘滞性阻尼器的设计方法研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 贾九红;黄修长;杜俭业;汪玉;华宏星;;粘滞性阻尼器的设计方法研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
4 王维凝;苏亮;闫维明;;大行程铅剪切阻尼器的数值模拟与试验研究[A];防振减灾工程理论与实践新进展(纪念汶川地震一周年)——第四届全国防震减灾工程学术研讨会会议论文集[C];2009年
5 闫维明;苏亮;彭凌云;王维凝;;铅阻尼器的研究与应用概况[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
6 周海俊;王石城;孙利民;张文生;;考虑阻尼器刚度影响的张力梁复特征值分析[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年
7 王湛;李江刚;潘建荣;;装有金属阻尼器的钢结构有限元分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
8 王晓斌;陈五星;胡军华;周勇;;蓄能式阻尼器的仿真与试验研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
9 杨光;陈塑寰;杨志军;;电流变阻尼器在结构中的最优位置[A];振动利用技术的若干研究与进展——第二届全国“振动利用工程”学术会议论文集[C];2003年
10 肖应廷;廖瑛;;粘性阻尼器对减小展开式太阳翼锁定冲击力矩的研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前6条
1 程超 李虹 王占奎;上海环球金融中心“首装”风阻尼器[N];中华建筑报;2007年
2 王桂兰 席斯;安装阻尼器为建筑增加一份抗震保险[N];中国建材报;2003年
3 本报记者 席斯;安装阻尼器 为豪宅加一份保险[N];财经时报;2003年
4 驻太仓首席记者 徐允上 通讯员 庄超;“天核”参与核电国产[N];苏州日报;2010年
5 首席记者 任荃;“弹簧”以柔克刚 校舍岿然不倒[N];文汇报;2009年
6 苏永前;阻尼器为直升机减“震”[N];中国国防报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 付华;Nano-MR阻尼器研究及其应用[D];浙江大学;2004年
2 曲激婷;位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计[D];大连理工大学;2008年
3 郝德刚;多层钢板转子阻尼器及相关技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 邓忠超;基于MR阻尼器的船舶减振基座试验研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 凌育洪;自复位记忆合金阻尼器的数值模拟及工程应用[D];华南理工大学;2013年
6 刘猛;新型铅阻尼器与预应力装配式框架节点抗震性能研究[D];北京工业大学;2008年
7 杨军;铅挤压阻尼器的研制及结构消能减震相关问题的研究[D];华中科技大学;2005年
8 黄东阳;调频类阻尼器的性能改良研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 于长淼;双超越离合器式电磁馈能阻尼器的研究[D];吉林大学;2012年
10 刘绍峰;相邻结构连接阻尼器的减震控制优化研究[D];上海大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 魏宏玲;自感式电磁阻尼器的设计与研究[D];浙江工业大学;2005年
2 闰淼;MR阻尼器的有限元仿真与模型参数识别[D];武汉理工大学;2007年
3 张世兵;框架结构在几种不同阻尼器模型下的抗震有限元研究[D];武汉理工大学;2007年
4 韩俊华;MR阻尼器及控制系统的研究与实现[D];武汉理工大学;2008年
5 林坚湘;高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与试验研究[D];华中科技大学;2011年
6 宁静;基于阻尼器优化配置的结构动力学分析[D];南京航空航天大学;2010年
7 李勇;一种支撑型粘塑性阻尼器的研究[D];西安建筑科技大学;2013年
8 徐兵先;MR阻尼器对煤气化工业厂房抗震研究[D];武汉理工大学;2013年
9 王赣城;弹性胶泥阻尼器的振动与冲击实验研究及动力学建模分析[D];上海交通大学;2010年
10 连业达;巨—子型有控结构体系中流体阻尼器应用与研究[D];西北工业大学;2006年
本文编号:1871417
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/1871417.html