混凝土框架结构采用黏弹性消能器的减震研究

发布时间：2017-10-05 21:03

  本文关键词：混凝土框架结构采用黏弹性消能器的减震研究

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【摘要】：消能减震技术作为一种热门的减震技术,近年来在结构中的应用越来越多,是未来结构抗震的一个热点方向。本文对于黏弹性消能器进行了力学性能和力学模型的阐述,并以某八层的钢筋混凝土框架结构为计算实例,对其进行了减震设计以及动力弹塑性分析和研究,最后得出结论。本文首先对黏弹性消能器的力学性能和计算模型作了简要阐述,在理论体系建立的基础上,应用有限元分析软件MIDAS GEN建立某八层混凝土框架的原结构模型和增设了黏弹性消能器的三种减震方案模型,采用反应谱法和动力弹塑性时程分析方法进行了研究,计算了三种减震方案的附加等效阻尼比,并对各结构设防地震和罕遇地震作用下的动力特性做了对比分析。通过对各结构自振周期的对比分析和三种减震方案中附加等效阻尼比的计算结果,可以看出在结构中设置黏弹性消能器后会使结构的刚度适当增加,结构的阻尼比有显著的增加,结构的耗能能力明显提升。通过对原结构(未减震)和各减震方案的设防地震和罕遇地震作用下时程分析结果的对比,可得出减震技术对结构抗震性能的改善程度。在地震作用下,结构中设置黏弹性消能器后,结构的减震效果较为显著,其层间位移、层间剪力和顶层位移等都较原结构由明显的减小,减轻了结构在地震作用下的动力响应,分析结果可看出结构的减震效果主要取决与黏弹性消能器的布置位置与自身的耗能能力,结构顶部由于受地震影响较小,可适当减少消能器的布置;在地震作用过程中,黏弹性消能器的滞回曲线稳定饱满,也证实了其耗能性能可以充分发挥,从而减轻主体结构的震害,提高结构的安全性能,对提高结构的抗震性能十分显著。
【关键词】：框架结构 减震结构 黏弹性消能器 附加等效阻尼比 动力弹塑性时程分析
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU37;TU352.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 概述10-28
• 1.1 引言10-11
• 1.2 消能减震技术的研究、发展和工程应用11-21
• 1.2.1 消能器的类型12-18
• 1.2.2 消能减震技术应用的工程实例18-20
• 1.2.3 消能减震结构设计标准的现状简述20-21
• 1.3 黏弹性消能器国内外研究现状21-25
• 1.3.1 国内外学者针对黏弹性消能器的研究情况21-24
• 1.3.2 黏弹性消能器研究的发展方向24-25
• 1.4 本文研究的目的和内容25-28
• 第二章 黏弹性消能器的力学性能和力学模型28-46
• 2.1 消能减震的基本力学原理28-31
• 2.2 黏弹性材料31-37
• 2.2.1 黏弹性材料的动力学特性31-34
• 2.2.2 黏弹性材料性能的影响因素34-37
• 2.3 黏弹性消能器37-40
• 2.3.1 黏弹性消能器的力学原理37-39
• 2.3.2 黏弹性消能器性能的影响因素和耐久性能39-40
• 2.4 黏弹性消能器的计算模型40-44
• 2.5 黏弹性消能器的结构形式以及与主体结构的连接方式44-45
• 2.6 小结45-46
• 第三章 采用黏弹性消能器的结构建立及附加阻尼比分析46-62
• 3.1 引言46
• 3.2 工程概况46-48
• 3.3 有限元模型的建立48-52
• 3.3.1 有限元软件的介绍48-49
• 3.3.2 结构有限元模型的建立49-52
• 3.4 黏弹性消能器的设计52-53
• 3.4.1 黏弹性消能器参数的设计52-53
• 3.4.2 黏弹性消能器的基本参数计算53
• 3.5 黏弹性消能器的布置53-57
• 3.5.1 消能器的布置原则53-54
• 3.5.2 黏弹性消能器的选择和在结构中的布置54-57
• 3.6 结构的附加等效阻尼比的计算57-60
• 3.7 小结60-62
• 第四章 设防及罕遇地震作用下的时程分析62-102
• 4.1 时程分析的简介62
• 4.2 地震波的选取62-65
• 4.3 结构设防地震作用下的时程分析结果65-81
• 4.3.1 不同方案在设防地震作用下的层间位移、位移角、层间剪力65-71
• 4.3.2 不同方案在设防地震作用下的顶层位移71-81
• 4.4 结构罕遇地震作用下的时程分析结果81-97
• 4.4.1 不同方案在罕遇地震作用下的层间位移、位移角、层间剪力81-87
• 4.4.2 不同方案在罕遇地震作用下的顶层位移87-97
• 4.5 黏弹性消能器在设防和罕遇地震作用下的滞回曲线97-101
• 4.6 小结101-102
• 第五章 结论102-104
• 参考文献104-108
• 致谢108-110
• 攻读硕士期间发表的学术论文110

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本文编号：978801