考虑黏滞阻尼器极限状态的大震下减震结构抗震性能评估

摘要

消能减震控制技术是通过消能装置的耗能作用使结构响应控制在预期范围内的被动控制技术。黏滞阻尼器作为一种消能装置，在地震作用下，通过阻尼力做功来控制建筑结构的层间位移和结构内力。研究发现，处于正常工作状态的黏滞阻尼器具有良好的耗能减震效果，考虑极限状态的黏滞阻尼器的研究还不是很多。本文提出考虑极限状态的黏滞阻尼器的力学模型，并验证其减震效果。
　　第一章阐述了结构振动控制的概念、原理和分类；第二章简单地介绍了常用阻尼器的类型及工作原理，叙述了缸式黏滞阻尼器的分类、工作原理、性能影响因素以及力学模型；第三章介绍了黏滞阻尼器Maxwell模型的修正方法及过程，得出了考虑极限状态黏滞阻尼器的Maxwell01模型并将其添加到OpenSees源代码中，简单地验证了该模型的正确性。
　　为了研究考虑极限状态黏滞阻尼器的耗能性能及其对减震结构抗震性能的影响，本文使用OpenSees软件对一6层钢框架结构进行了建模分析，共设置了4种分析工况：工况1为无阻尼器；工况2为安装黏滞阻尼器但未考虑极限状态，工况3为安装黏滞阻尼器且考虑活塞咬边受拉极限状态，工况4为安装黏滞阻尼器且考虑驱动支撑受压极限状态。根据抗震规范的要求，合理地选取了七条地震动记录，按兰州地区罕遇地震水准，将选取的七条地震动记录的峰值加速度调整至0.4g，输入到结构模型中进行非线性分析，提取楼层最大层间位移角、最大加速度、最大速度、最大位移的数据及其平均值绘制成曲线进行对比分析，结果表明：输入不同的地震动记录，减震结构的地震响应不同，且黏滞阻尼器的耗能作用也有差异；在不同地震动记录下，阻尼器的受力状态存在一定的差异，而且在耗能方面，考虑极限状态的黏滞阻尼器的耗能能力要低于正常工作状态下的黏滞阻尼器；在大震下，尤其在超过设计水平强度的地震下，不考虑黏滞阻尼器极限状态的消能减震设计方法可能高估了结构的减震效果。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究意义

1.2 黏滞阻尼器正常使用状态的研究现状

1.3 黏滞阻尼器极限状态的研究现状

1.4 研究问题的提出与目的

1.5 课题研究的主要内容

1.6 课题来源

第2章 黏滞阻尼器的相关理论

2.1 常用阻尼器的类型

2.2 影响黏滞阻尼器性能的因素

2.3 黏滞阻尼器的力学模型

2.4 本章小结

第3章 包含极限状态的黏滞阻尼器Maxwell01模型的二次开发及简单验证

3.1 黏滞阻尼器的Maxwell模型

3.2 包含极限状态的黏滞阻尼器的本构关系

3.3 OpenSees简介

3.4 Maxwell01模型本构关系在OpenSees中源代码的实现

3.5 包含极限状态的黏滞阻尼器模型的简单验证

3.6 本章小结

第4章 安装包含极限状态的黏滞阻尼器的消能减震结构的抗震性能分析

4.1 引言

4.2 工程概况

4.3 有限元软件OpenSees建模

4.4 地震波的选用

4.5 未安装阻尼器结构的地震响应

4.6 黏滞阻尼器的选用及布置

4.7 安装未包含极限状态的黏滞阻尼器的减震结构的地震响应

4.8 考虑极限状态的黏滞阻尼器对减震结构的抗震性能的影响

4.9 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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