【摘要】：传统的抗震方法是通过增加建筑结构的横截面尺寸来抵抗地震作用,其结构自调节能力差,难以修复和不经济。能量耗散结构是指结构内部安装金属,粘性阻尼器等代替结构的损坏。从而在地震作用后,使主体结构相对于传统结构更加耐久安全。随着消能减震结构的广泛应用,关于只加单一阻尼器的研究已很成熟,但两种阻尼器兼用时的性能研究还不完善。针对这一现状,笔者先通过性能曲线法计算出单独加粘滞阻尼器以及金属阻尼器时满足目标位移降低率Rd的投放量。然后将之前算出的单一阻尼器投放量进行组合,进行反复时程反应分析法计算检验性能,找出减震性能优于投放单一阻尼器时的最佳兼用组合,既可以发挥附加单一阻尼器时的优势又可避免附加单一阻尼器时的不足。黏滞阻尼器(Viscous Fluid Damper,简称VFD)是一种速度相关型阻尼器。液体的阻尼力和位移(相位差和近似值)不同,从而形成近似椭圆的滞回能量耗散曲线,达到能量耗散的目的。同时,粘性阻尼器具有不提供附加刚度,较少受激励频率和温度影响的优点,因此粘性阻尼器广泛用于能量耗散设计。金属阻尼器主要是利用金属进入弹塑性屈服状态产生变形进行耗能,具有安装简便,耐久性高,价格低等优点。金属阻尼器可以为具有附加阻尼的建筑结构提供额外的刚度。通过良好的滞回性能,消耗地震输入结构的能量,保护建筑结构的安全。因为其显著的减震效果,因此被用于新建建筑的减震控制,也用于旧建筑的维修加固。软钢阻尼器具有稳定的滞回特性,具有良好的低循环疲劳特性。软钢阻尼器不受环境温度的影响,其实际应用在项目前景宽广。通常,金属阻尼器适用于所有类型的建筑结构。但对于金属能量消散器,对相对位移的要求相对较大。因此,金属阻尼器更适用于柔性结构。本文建立20层钢框架结构模型,通过设定结构自振周期、楼层刚度分布系数,得到20层钢框架模型的刚度分布。将日本规范计算的剪力与国内振型分解法计算得的剪力进行比较,两种方法计算结果很接近。利用自编程序,采用BCJ L2地震波对原结构进行时程分析,得出原结构层间位移角、层间位移不满足目标要求。结构附加金属阻尼器后,可以明显减少主结构的层间位移、层间位移角,使得位移降低率达到目标值要求,可见金属阻尼器有良好的耗能减震效果。结构附加粘滞阻尼器后能够较好的控制结构的绝对位移,层间相对位移以及最大加速度等地震响应。用减震性能曲线法配置阻尼器的数量可以有效的减少地震动作用下层间位移之间的偏差,从而避免地震损伤集中在某些层中。通过性能曲线法可以对多质点体系主结构中的阻尼器数量进行有效的配置,省去了以往设计中需要反复试算的大量运算过程,有一定的工程实用意义。原结构在兼用两种阻尼器时,加金属阻尼器楼层最大层间位移要小于单独使用金属阻尼器时的最大层间位移,加粘滞阻尼器楼层最大层间位移要大于单独使用粘滞阻尼器时的最大层间位移。下部楼层布置粘滞阻尼器,上部楼层布置金属阻尼器可以有效控制结构的加速度;在结构的下部1/3楼层投置粘滞阻尼器,上部2/3楼层投置金属阻尼器,可以有效的发挥金属阻尼器降低层间最大位移的优点,又可以避免单独附加金属阻尼器时加速度增加的不足。结构每一层只附加单一阻尼器的减震性能要优于结构每一层附加两种阻尼器,由此可见,以后的工程实践中,不用盲目的追求附加阻尼器的数量来达到最优的减震效果。只需在结构的下1/3楼层投置粘滞阻尼器,结构的上2/3楼层投置金属阻尼器即可使金属和粘滞阻尼器取得最好的协同合作效果。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU352.1
【参考文献】
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