框架增层改造中消能减震技术研究

摘要

我国人口众多，土地资源十分紧张。随着城市建设规模和速度的大幅提高，人们对建筑物的需求迅猛增长，六七十年代建造的一些低层建筑物已经不适合当代社会的发展需求。若全部拆除，对我们这样一个经济薄弱人口众多的发展中国家来说是不切实际的。因此从地域性、经济性等方面综合考虑，在一些合适的现有建筑物上增层是一种经济，快捷的好方法。增层改建工程对节约建筑用地、降低工程造价等诸多方面有着十分明显的作用。既节约用地又有明显的社会和经济效益的增层改造方案是我们解决这类问题的良策。
　　 既有建筑物增层除了满足地基承载力要求外，在地震区的建筑物增层还必须满足现行抗震设计规范的要求。许多地震区历史上曾经是非地震区，既有建筑物一般抗震富裕量就很少，对这类建筑物增层要满足抗震设计要求犹如雪上加霜。近年来消能减震技术的出现，为这些房屋的抗震加固提供了一种很好的选择。消能减震技术和传统的抗震加固方法不同，主要通过在结构中设置阻尼器或隔振设备来减小地震的破坏，这种加固方式既安全又经济。
　　 消能减震技术在结构抗震中的应用研究很多，但对增层结构的研究较少。为了深入研究消能减震技术在框架增层改造中的应用，本文首先结合实际工程，利用有限元软件sap2000对安装有阻尼器的消能减震结构建立有限元分析模型，并输入典型的地震波，进行动力响应分析。然后研究了不同速度指数和阻尼系数下阻尼器的抗震性能，对比了应用阻尼器与隔振垫以及两种技术结合的消能减震结构的抗震性能。通过分析得出以下结论:消能减震技术可以有效的降低增层结构的地震响应，合理的布置消能器的数量和位置，可以使增层结构达到国家抗震规范要求。小速度指数，大阻尼系数的阻尼器抗震效果最好，阻尼器和隔振垫都能有效的控制结构的地震响应。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状和应用

1．2．1 国内外的研究现状

1．2．2 国内外的应用情况

1．3 本文的研究目的和内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

第2章 消能减震装置的分类力学模型和增层形式

2．1 分类

2．1．1 位移型消能减震装置

2．1．2 速度型消能减震装置

2．1．3 其他类型的消能减震装置

2．2 力学模型

2．2．1 位移型恢复力模型

2．2．2 速度型恢复力模型

2．3 主要形式

2．3．1 直接增层

2．3．2 外套增层

2．3．3 室内增层

2．3．4 地下增层

第3章 消能减震结构的阻尼理论和分析方法

3．1 经典阻尼和阻尼比

3．1．1 经典阻尼理论

3．1．2 阻尼比的计算

3．2 分析方法

3．2．1 底部剪力法

3．2．2 振型分解反应谱法

3．2．3 时程分析法

3．2．4 快速非线性时程分析法(FNA法)

3．3 消能减震结构的设计方法和设计标准

3．3．1 消能减震结构的设计方法

3．3．2 消能减震的设计标准

第4章 增层消能减震结构的抗震性能分析

4．1 有限元模型的建立

4．1．1 有限元软件的选用

4．1．2 地震波的选择

4．2 计算结果与分析

4．2．1 模态分析

4．2．2 结构的动力性能分析

第5章 阻尼器系数的研究及阻尼器与隔振抗震性能对比

5．1 阻尼器系数对增层结构抗震性能的研究

5．1．1 速度指数对结构抗震性能的研究

5．1．2 阻尼系数对结构抗震性能的研究

5．2 阻尼器与隔振垫抗震性能对比

5．3 本章小结

结论和展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读学位期间所取得的科研成果