钢框架结构在近场地震作用下的减震控制研究

发布时间：2020-09-01 22:05

　　众所周知,对结构进行抗震设计一般有三种办法:传统结构、隔振结构、消能减震结构。传统结构采用增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震荷载,这是一种消极被动的抗震策略。隔振结构是在建筑物基础和上部结构之间设置隔振装置(橡胶支座)以形成隔振层,利用隔振装置来消耗地震能量,以避免地震的能量传递到上部结构,从而保护了上部结构。隔振结构延长了结构的周期,使结构的加速度反应大大减小,同时使结构的位移集中于隔振层,上部结构的相对位移很小,结构处于弹性状态,建筑物不会发生破坏。消能减震结构是在结构的某些部位设置消能装置(阻尼器),通过消能装置消耗能量,以减小主体结构的地震反应。本文针对钢框架结构在近场地震下的减震性能分析,主要从自振周期、滞回曲线、基底剪力、顶点位移等方面对结构进行对比分析,主要研究内容如下:(1)围绕钢框架结构在近场地震作用下的减震分析展开研究,主要从三个方面介绍其理论依据。首先,详细给出近场地震运动的基本特征,为后续研究不同结构的抗震性能作好铺垫。其次,给出SAP2000有限元软件的分析理论。最后,给出本文采用的减震结构(附加隔震支座结构以及附加粘滞阻尼器结构)抗震设计理论,为后续抗震分析做好理论铺垫。(2)通过设计三个不同的六层结构算例模型,分别从附加隔震支座结构模型以及附加粘滞阻尼器结构模型与传统纯框架结构模型进行对比分析,从模态分析、内力分布、位移、滞回曲线、剪力等各个指标来查看结构的减震效果,从各个指标的对比结果都可以看出,附加隔震支座、附加粘滞阻尼器结构以及附加隔震支座+粘滞阻尼器结构的减震效果较纯框架结构而言较为明显,从内力分布、顶点位移、基底剪力、层间位移等各个指标均可得出此结论,但从具有数值来看,附加粘滞阻尼器结构和附加隔震支座+粘滞阻尼器结构较附加隔震支座的减震结构减震效果要更加明显。(3)通过优化设计方案对结构进行更近一步的设计,使得结构既要达到减震的效果,同时又能最大化利用资源,同样与前面纯框架结构进行对比分析,将结构分为八个工况进行设计分析,通过各个工况与纯框架结构对比分析最终得出适合于本结构的工况组合,从各个参数结果显示可以得出:对于没有附加隔震支座的前4种工况来看,与第三种纯框架结构相比,内力减小较为明显;结构在布置阻尼器时选择底部1-3层及奇数层的同时,加上隔震支座其效果将更为明显;当结构附加隔震支座之后其阻尼器布置方位对结构的基底剪力影响不是很大;附加隔震支座后的结构,在工况6和工况8下结构的滞回还非常饱满,说明位置布置对结构的滞回性能也有较大的影响。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU391;TU352.1
【部分图文】：

大地震

我国是一个地震多发国，近几年地震频发，如2008年5月12日发生的四川汶川大地震、2010年4月14日发生的青海玉树大地震以及2013年4月20日发生的四川雅安大地震，如图1.1、1.2以及1.3所示。这些地震导致数以万计的生命和财产损失。所以，对于地震工程学者来讲，如何将地震造成的损失降到最低是他们必须思考的事，这也是整个抗震结构领域的一道难题。图1.1 汶川大地震图1.2 玉树大地震图1.3 雅安大地震在地震中，距离震源较近的区域产生的破坏是最严重的，因此近场地震作用下的结构抗震隔震新体系成为许多学者的重点研究课题，对有效地减轻地震灾害有重要的现实意义。21世纪是经济和数据不断发展的时代，在传统混凝土框架结构的基础上，钢框架

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于地震工程学者来讲，如何将地震造成的损失降到最低是他们必须思考的事，这也是整个抗震结构领域的一道难题。图1.1 汶川大地震图1.2 玉树大地震图1.3 雅安大地震在地震中，距离震源较近的区域产生的破坏是最严重的，因此近场地震作用下的结构抗震隔震新体系成为许多学者的重点研究课题，对有效地减轻地震灾害有重要的现实意义。21世纪是经济和数据不断发展的时代，在传统混凝土框架结构的基础上，钢框架

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整个抗震结构领域的一道难题。图1.1 汶川大地震图1.2 玉树大地震图1.3 雅安大地震在地震中，距离震源较近的区域产生的破坏是最严重的，因此近场地震作用下的结构抗震隔震新体系成为许多学者的重点研究课题，对有效地减轻地震灾害有重要的现实意义。21世纪是经济和数据不断发展的时代，在传统混凝土框架结构的基础上，钢框架

【参考文献】