黏滞阻尼器位移限制对结构性能及其易损性的影响研究

发布时间：2020-11-13 02:42

　　 目前,地震发生的频率越来越频繁,成为人类面临的自然灾害中破坏程度最严重的灾害之一。消能减震装置作为一种能有效降低地震作用,保障结构安全的新技术,在实际工程中得到了广泛的运用,尤以黏滞阻尼器的应用最为普遍。在使用过程中或者经历大地震时,黏滞阻尼器的性能可能会发生退化甚至失效。相比于常见的漏油现象会降低耗能效果,黏滞阻尼器位移受限情况一方面也会有很大概率出现,另一方面它会改变阻尼器的力学行为,退出耗能工作状态,对主体结构的抗震性能可能产生直接不利的影响。尤其在超烈度地震作用下,需要考虑这种阻尼器位移超过极限行程的状态对于结构抗倒塌能力的影响如何。这对减轻地震灾害和完善消能减震技术应用体系具有实际意义。本文聚焦考虑位移限制的黏滞阻尼器力学行为对结构性能的影响,基于黏滞阻尼器位移受限的恢复力力学模型,对消能减震结构进行弹塑性分析和易损性分析,考查地震作用下是否考虑阻尼器位移限制对主体结构的抗震性能以及抗倒塌性能的影响。主要研究内容如下:(1)回顾总结传统经典的多种黏滞阻尼器力学模型,以及新近探索阻尼器各种失效模式的恢复力模型,对各类力学模型的特点以及模型的适用性进行分析讨论。研究中对于考虑阻尼器位移限制的恢复力模型在消能减震框架结构的弹塑性分析中的成功应用,显示了考虑阻尼器位移受限恢复力模型的实用价值。(2)根据行程受限制缘由,定义两种黏滞阻尼器使用位移受限的情形分别进行研究分析:由于施工偏差或设计制作失误造成的设防烈度下黏滞阻尼器位移受限情形,及遭遇超烈度地震时黏滞阻尼器超极限位移情形。(3)根据考虑位移限制的黏滞阻尼器力学模型,建立消能减震框架结构弹塑性分析模型,考察在设防烈度地震作用下以及超烈度地震作用下,是否考虑阻尼器位移限制对结构抗震性能的影响。分析结果显示黏滞阻尼器位移超过限值后滞回耗能的功能减弱丧失,同时也给结构增加了支撑刚度作用:层间位移角减小,楼层剪力放大。(4)为进一步考查上述对主体结构性能影响的利弊,对是否考虑黏滞阻尼器超极限位移的弹塑性结构进行增量动力分析,考查阻尼器超限失效对结构地震易损性的变化,分析失效模式结构达到包括防倒塌极限状态在内的各个极限状态的失效概率影响。结果显示结构在达到防止倒塌极限状态时,考虑黏滞阻尼器极限位移结构的失效概率要高于不考虑黏滞阻尼器极限位移的结构,其倒塌储备系数相比降低,发生失效的黏滞阻尼器会加剧结构的损伤。因此,对于实际工程中正常设计使用的黏滞阻尼器,在超烈度大地震作用下可能会遭遇行程超位移极限,此时仍采用传统阻尼器力学模型,会高估结构的抗震能力。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU352.1
【部分图文】：

（a）黏滞阻尼墙结构图 （b）黏滞阻尼墙实物图图 1-3 黏滞阻尼墙Fig. 1-3 Viscous damping wall缸式黏滞阻尼器的构造包括活塞、外部缸筒、内部黏滞液体和出力杆等[12]。随着技进步，目前广泛采用的黏滞阻尼器内部的黏滞液体是通过流通活塞孔隙来产生黏滞

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本文编号：2881607