三边支承网架结构的减震控制研究

发布时间：2017-09-08 14:14

  本文关键词：三边支承网架结构的减震控制研究

  更多相关文章： 三边支承网架结构 动力特性 粘滞阻尼器 动力响应 减震控制 时程分析

【摘要】：近年来,结构消能减震研究在多高层建筑、桥梁等建筑中有了不少成功的应用,但其在大跨度空间结构中的应用较少,属于起步阶段。大跨度空间结构常应用于体育馆、影剧院、会展中心、机场候机厅、机库等公共建筑结构中,其安全性对人民的生命财产尤为重要,因此本文以大跨度空间网架为研究对象,采用消能减震方法,通过在结构中附加粘滞阻尼器的方式,使网架结构在地震作用时的安全性得到提高。 在结构中合理的布置粘滞阻尼器可以消耗输入结构中的大部分地震能量、减小结构位移、改善和提高结构的抗震性能。由于粘滞阻尼器的工作性质为非线性性质,因此,对附加粘滞阻尼器的空间网架进行动力分析属于局部非线性问题。本文在算法上采用适用于局部非线性问题的“快速非线性分析(FNA)”方法求解,此方法有较高的计算效率和精度。 为了研究粘滞阻尼器对三边支承网架结构的减震控制效果,本文利用SAP有限元分析软件建立了网架结构的计算模型。通过对结构周期和振型的研究,掌握了结构的动力特性,文中采用粘滞阻尼器作为附加消能构件,分析比较了六种不同的阻尼器布置形式,通过其减震效果的对比分析,得到了较好的阻尼器布置方式。为了进一步验证选择的阻尼器布置方式的减震效果,输入另外两种不同频率特征的地震波进行了减震效果的验证。 文中还分析了阻尼器的阻尼指数和阻尼系数对结构减震效果的影响,以及对不同频率特征地震波下结构的减震效果,得到了有效减震阻尼指数和阻尼系数的取值建议范围;不同的地震波激励,结构的响应可能相差较大,为了得到较准确的结果,需要采用多条地震波进行计算取其平均值。研究结果表明,粘滞阻尼器减震系统对网架结构有较明显的减震效果,为以后进行更深入的大跨空间结构的减震理论和试验研究提供有效的参考价值。
【关键词】：三边支承网架结构 动力特性 粘滞阻尼器 动力响应 减震控制 时程分析
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU352.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-16
• 1.1 选题背景9
• 1.2 结构振动控制理论概述9-13
• 1.2.1 被动控制10-11
• 1.2.2 主动控制11-12
• 1.2.3 半主动控制12-13
• 1.2.4 混合控制13
• 1.3 粘滞阻尼器在大跨空间结构中的研究和应用13-14
• 1.4 本文的研究内容14-16
• 2 粘滞阻尼器性能及力学模型16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 粘滞阻尼器的性能16-20
• 2.2.1 粘滞阻尼器的分类和基本构造16-20
• 2.2.2 影响因素20
• 2.3 粘滞阻尼器的力学模型20-24
• 3 粘滞阻尼减震结构的分析方法24-29
• 3.1 引言24
• 3.2 时程分析法24-26
• 3.3 快速非线性分析（FNA）法26-28
• 3.3.1 基本原理26-27
• 3.3.2 非线性模态方程的求解27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 4 网架结构的模态分析29-35
• 4.1 引言29
• 4.2 平板网架结构的自振周期和振型29-31
• 4.2.1 平板网架结构的基本资料29-30
• 4.2.2 平板网架结构的基本假定30
• 4.2.3 平板网架结构的自振周期和振型30-31
• 4.3 考虑下部支承结构的整体网架自振周期和振型31-33
• 4.3.1 整体网架结构的基本资料31
• 4.3.2 整体网架结构的基本假定31-32
• 4.3.3 整体网架结构的自振周期和振型32-33
• 4.4 平板网架结构和考虑下部支承结构的整体网架的模态对比分析33-34
• 4.5 本章小结34-35
• 5 网架结构的粘滞阻尼器位置选择35-48
• 5.1 地震波的选用及调整35-37
• 5.1.1 地震波的选用35
• 5.1.2 地震波的调整35-36
• 5.1.3 本文地震波的选用36-37
• 5.2 阻尼器在不同布置位置的减震效果比较37-40
• 5.2.1 网架的控制节点和杆件37-38
• 5.2.2 网架结构体系控制原理38-39
• 5.2.3 网架结构消能减震方案39-40
• 5.3 加阻尼器后网架的动力仿真分析40-47
• 5.3.1 阻尼器在不同布置下的减震效果比较40-45
• 5.3.2 工况2 布置下阻尼器在不同地震波下的减震效果比较45-47
• 5.4 本章小结47-48
• 6 阻尼器性能及地震波对网架减震效果的影响48-54
• 6.1 引言48
• 6.2 不同阻尼指数对网架减震效果的影响48-50
• 6.3 不同阻尼系数对网架减震效果的影响50-51
• 6.4 不同地震波下的减震效果的影响51-53
• 6.5 本章小结53-54
• 7 结语54-56
• 7.1 主要结论54-55
• 7.2 需要进一步研究的问题55-56
• 参考文献56-59
• 在读期间发表的学位论文59-60
• 作者简介60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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本文编号：814492