基于黏滞阻尼器的框架核心筒减震结构的抗震性能研究

摘要

近年来，随着经济的发展，各种新型建筑层出不穷，建筑工程复杂性增加，使用消能减震装置可使结构达到满足自身抗震性能和节省造价费用的目的，尤其是在抗震设防烈度较高的地区。消能减震元件可以代替结构自身的构件吸收大量的地震能量，减小结构自身的塑性变形，达到减小结构各方面动力响应的目的。目前阻尼器是常用的消能减震元件，阻尼器的布置位置对消能减震效果有很大的影响，特别是对自身传力机制较为明确的框架核心筒结构。因此，研究在框架核心筒结构中阻尼器立面和平面布置的差异对结构减震效果的影响具有重要的工程意义。 本文使用非线性分析软件PERFORM-3D，基于性能的设计概念，结合框架核心筒结构的传力机制和内力重分布机理，对西北高设防烈度地区某框架核心筒结构输入三条地震波进行非线性动力时程分析。除此之外，为研究阻尼器在立面和平面上布置的差异对框架核心筒结构消能减震效果的影响，选取了另外三种阻尼器的布置方案，对比分析四种方案下结构的最大层间位移角、最大层剪力、顶点位移时程曲线、塑性损伤情况、结构整体的能量分配、滞回耗能在各类构件的分配和各类构件滞回耗能在结构高度上的分配，从力、位移和能量的角度综合分析，寻求阻尼器在框架核心筒结构中的最优布置方案。结果表明，黏滞阻尼器布置在框架与核心筒之间比布置在框架之间减震效果好。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 消能减震技术

1.2.1 消能减震技术的概念

1.2.2 消能减震技术的能量分析理论

1.2.3 消能减震技术的分类

1.2.4 消能减震技术的优越性

1.3 消能减震技术和能量分析方法的国内外动态

1.3.1 消能减震技术的抗震性能研究动态

1.3.2 消能减震技术的能量分析方法研究动态

1.3.3 消能减震技术的工程应用现状

1.4 框架核心筒结构的传力机制和内力重分布机理

2．第二道防线：外框架

1.5 本文研究的意义及主要内容

第二章 基于PERFORM-3D的消能减震分析模型

2.1 黏滞阻尼器的构造、恢复力模型及安装形式

2.1.1 黏滞阻尼器的构造

2.1.2 黏滞阻尼器的恢复力模型

2.1.3 黏滞阻尼器的安装形式

2.2 工程概况

2.3 建立有限元模型

2.3.1 非线性有限元软件PERFORM-3D的介绍

2.3.2 建模过程

2.3.3 非线性参数的选择以及构件的组合

2.4 模态分析及模型的正确性说明

2.5 结构阻尼的选取

2.5.1 模态阻尼

2.5.2 瑞雷阻尼

2.5.3 线性分析和非线性分析中的阻尼

2.6 地震波的选取

2.7 阻尼器的布置方案

2.8 本章小结

第三章 罕遇地震下结构最大层间位移角、最大层剪力和顶点位移时程

3.1 最大层间位移角的对比分析

3.2 最大层剪力的对比分析

3.3 顶点位移时程曲线对比

3.4 本章小结

第四章 塑性损伤和能量分配

4.1 塑性损伤

4.2 耗能分配

4.3 滞回耗能在各构件的分布规律

4.4 滞回耗能沿高度方向的分布规律

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结 论

5.2 展 望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢