粘弹性阻尼器在框架结构中的减震设计与分析

发布时间：2020-03-30 05:48

【摘要】：近年来,随着消能减震技术的应用越来越广泛,粘弹阻尼器减震结构的实验研究和理论计算已逐步走向成熟,为了使其能在工程抗震中推广应用,实用型的设计方法急需解决。我国也相继制定出台了相应的消能减震结构设计、施工规范和规程,现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中也增加了消能减震设计的规定,在吸收国内外比较成熟的研究成果基础上,列出了一些关于消能减震设计的原则性条文,但很难为一般的工程师掌握并运用于实际的工程实践中。粘弹阻尼器由于对结构提供刚度和阻尼,但在常用有限元软件SAP2000中没有粘弹阻尼器的现成单元进行模拟计算,并且怎样设计粘弹阻尼器的等效刚度和阻尼系数等参数成为实际工程中难以解决的难题。这使得粘弹阻尼器减震结构的分析和设计变得更为复杂和困难。本文以框架结构为模型,进行了系统的粘弹阻尼器减震结构设计研究,从两种可行性的阻尼器参数设计理论为依据进行研究,总结和优化两种设计方法,使其在模型中的参数设计得以实现,并用有限元软件中两个现有的粘滞单元进行组合模拟粘弹阻尼器,绘制出完整的粘弹阻尼器实用减震结构设计流程图,使粘弹阻尼器更好的应用于实际工程中。然后通过实际工程进行粘弹阻尼器的减震设计,分别用两种方法进行阻尼器参数设计。并用有限元软件进行时程分析,将分析结果与无阻尼器结构进行对比,对结构在弹性时程的层间位移角、阻尼器出力、附加阻尼比、层间剪力、刚度等待进行比较分析,对结构在弹塑性时程的层间位移角、阻尼器出力进行比较分析。证明了两种设计方法均能实用于框架结构,使粘弹阻尼器发挥出较好的减震效果。这两种减震设计方法均从结构的初步设计、阻尼器的参数设计、减震结构的分析计算到附加阻尼比的复核和层间位移角对比,以及刚度的等代,形成了一套完整的粘弹阻尼器减震结构设计流程,对一般的工程设计人员能很快理解并入手操作。
【图文】：

框架结构,粘弹阻尼器,结构设计方法,流程图

1.3 研究动机与目的在减震结构设计中常用的消能器有粘滞阻尼器、金属阻尼器、防屈曲耗能支持（BRB）、粘弹性阻尼器等，由于前三种消能装置的简化模型简单，各方面技术标准已经比较完善，因此在实际工程中应用比粘弹性阻尼器要多，虽然粘弹阻尼器有高效耗能大等优点，但由于缺乏实用型的设计方法，使其在减震结构设计中的应用受到限制，所以怎样实现粘弹阻尼器在减震结构中的应用已成为当下工程师门急需突破的问题。粘弹阻尼器对减震结构能提供刚度和阻尼力两种减震效果，其设计方法相对于粘滞和软钢等单一材料的阻尼器要复杂多，这也使粘弹阻尼器在工程界的运用难度加大，为解决其结构设计方法，经过研究发现必须先解决阻尼器参数设置的问题，，然后借助有限元软件完成结构减震设计。本文以框架结构为背景研究粘弹阻尼器的实用结构方法并结合案例证明该设计方法的可行性，在总结设计理论的基础上以下面的思路完成实用设计方法的研究：1.确定减震结构的控制目标 2.找到与控制目标有关的阻尼器参数设计方法

粘弹性阻尼器,液压缸

明理工大学硕士学位论文达到减小结构反应的目的。液压粘弹性控制系统（HVES）：它是由吴波等人提出的，其组成部分为液压缸、粘阻尼器和支座[45]。当结构在地震作用下振动时，由于柱的变形，将反复推拉与柱相连径较大的活塞，并通过液压缸内液体压力传递，使液压缸另一端与粘弹性阻尼器相连径较小的活塞运动，从而使粘弹性阻尼器产生剪切变形。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.1

【参考文献】