设置粘滞阻尼器大悬挑网架结构的非线性抗震分析

发布时间：2017-08-09 05:24

  本文关键词：设置粘滞阻尼器大悬挑网架结构的非线性抗震分析

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【摘要】：工程结构振动控制一直是工程抗震技术中的热点话题，消能减震技术也越来越多的应用于大跨度大悬挑空间结构。其中，，网架、网壳结构以其多样美观大方的建筑造型、良好的结构受力特性日益受到各国建筑与结构工程师的青睐，并在公共建筑、工业建筑等领域得到了更加广泛的应用。网架结构在地震时发生的无法修复的破坏或结构的直接倒塌，多数由于大量地震能量的被其中关键杆件所吸收，从而进入弹塑性状态出现屈服与破坏。阻尼器是结构中常用的消耗地震能量的构件，将其合理的布置于结构中时，可以使输入结构中的地震能量大幅度减弱，从而达到改善结构抗震性能的目的，本文选择附加粘滞阻尼器对网架结构进行消能减震研究。 本文首先详细介绍了结构控制理论与阻尼器的国内外研究进程与现状，接着进一步阐述了粘滞性材料与粘滞阻尼器的力学性能，并对设置粘滞阻尼器的大悬挑网架结构减震体系设计方法进行比较，最终确定了以快速非线性分析方法（FNA法）做为本文的分析方法。本文以某会展中心两邻边大悬挑屋盖网架结构模型作为分析对象，首先运用应用广泛的有限元分析软件SAP2000建立分析模型，并进行在无控状态下的模态分析；接着应用快速非线性分析法（FNA法），导入三组不同的地震波，对设置粘滞阻尼器的网架结构进行抗震性能进行分析，通过五中不同的阻尼器布置方案进行择优比较，得出一个耗能减震效果最优的布置方案；在此基础上，改变影响耗能减震效果的若干阻尼器参数对比进行择优选择。最终得出在大悬挑网架结构中设置粘滞阻尼器有效性的结论，并为今后更深入的研究提供有效的经验和数据。
【关键词】：耗能减震 大悬挑网架结构 粘滞阻尼器 结构控制理论 FNA法
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU356
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 结构振动控制理论概述13-16
• 1.2.1 被动控制13-14
• 1.2.2 主动控制14-15
• 1.2.3 半主动控制15
• 1.2.4 智能控制15-16
• 1.2.5 混合控制16
• 1.3 耗能减震的基本概念16-18
• 1.4 阻尼器在大跨空间结构中的研究与应用现状18-19
• 1.5 本文研究的主要内容19-20
• 第二章 粘滞阻尼器的基础理论与抗震分析方法20-36
• 2.1 粘滞阻尼器的耗能机理20-25
• 2.1.1 粘滞材料的耗能机理20
• 2.1.2 粘滞阻尼器的基本构造与类型20-22
• 2.1.3 粘滞阻尼器的力学模型22-25
• 2.1.4 粘滞阻尼器的影响因素25
• 2.2 设置阻尼器的网架减震原理25-26
• 2.3 常用粘滞阻尼减震体系的设计方法26-36
• 2.3.1 时程分析法26-28
• 2.3.2 振型分解反应谱法28-29
• 2.3.3 复模态分析法29-31
• 2.3.4 能量设计法31-33
• 2.3.5 快速非线性分析法（FNA 法）33-36
• 第三章 网架基本设计资料与模态分析36-42
• 3.1 网架结构杆件的优化36-38
• 3.1.1 网架基本设计资料36-37
• 3.1.2 网架设计控制项37-38
• 3.2 网架结构的模态分析38-42
• 3.2.1 模态分析的介绍38
• 3.2.2 网架模态分析的基本假定38-39
• 3.2.3 网架结构的振动周期与振型39-41
• 3.2.4 网架结构模态分析的结论41-42
• 第四章 粘滞阻尼器在网架中位置的择优42-57
• 4.1 地震波的选择42-44
• 4.1.1 地震波的来源与调整42-43
• 4.1.2 本文地震波的选取43-44
• 4.2 SAP2000 模型中参数设置44-45
• 4.3 不同位置布置粘滞阻尼器的减震效果比较45-53
• 4.3.1 控制节点与杆件的选择45-46
• 4.3.2 网架结构阻尼器布置方案46-51
• 4.3.3 各阻尼器布置方案下网架减震效果比较51-52
• 4.3.4 阻尼器布置方案的确定52-53
• 4.4 阻尼器布置方案三在不同地震波作用下减震效果53-57
• 第五章 粘滞阻尼器不同参数的对比优化57-66
• 5.1 阻尼器优化参数的选择57
• 5.2 不同速度指数情况下网架减震效果的比较57-60
• 5.3 不同阻尼系数情况下网架减震效果的比较60-63
• 5.4 不同阻尼器数量情况下网架减震效果的比较63-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：643730