CFST外框筒-SCS内筒筒中筒减震结构抗震性能研究

摘要

我国是世界多地震国家之一，地处世界上两个最活跃的地震带中间，长期以来地震给我国带来了巨大的灾难，尤其是汶川大地震，灾害之大令人震惊。因此近年来，人们对建筑抗震性能问题越来越重视，希望建筑物的抗震性能更高更好。传统的做法通常是增大梁、板、柱和墙等构件截面尺寸对结构整体予以加强，然而，梁、板、柱和墙等构件截面尺寸在增大结构刚度减小位移的同时，加大了地震输入结构的能量，也不经济。因此，钢管混凝土、双钢板混凝土组合剪力墙等有利于抗震的新型结构构件和消能减震效果良好的粘滞阻尼器越来越多地应用到实际工程当中。关于钢管混凝土和粘滞阻尼器的各种结构体系的研究十分广泛，但关于此的筒中筒结构体系的研究很少，为此本文做了以下研究工作： 基于Etabs软件，建立了一个CFST（钢管混凝土）外框筒-SCS（双钢板混凝土组合剪力墙）内筒筒中筒结构体系，并对其抗震性能进行了研究分析。结果表明，该结构体系抗震性能较好。 为了更进一步地优化提高该结构体系的抗震性能，增加结构体系的抗震防线，将消能减震效果良好的粘滞阻尼器引入该结构体系形成减震结构体系，研究了粘滞阻尼器对该筒中筒结构的抗震性能影响。结果表明，将粘滞阻尼器引入该结构体系后，无论是从层间位移、层间位移角、层剪力、基底剪力还是能量耗散的角度，都会大大改善和提高该结构体系的抗震性能。 同时，为了研究粘滞阻尼器的不同布置位置对该结构抗震性能的影响规律，建立了几种不同的减震方案进行对比研究，这些减震方案的粘滞阻尼器布置位置各不相同。经研究分析表明，不同减震方案对该结构抗震性能的影响存在差别，综合起来考虑，将粘滞阻尼器沿竖向高度分散向上地布置于该结构体系，减震效果会比集中布置于下部要好，但不宜过于分散。

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摘 要

Abstract

1.1 研究背景及意义

1.2 相关课题研究现状

1.3 主要研究内容

2.1 粘滞阻尼器理论

2.1.1 粘滞阻尼器的减震原理

2.1.2 粘滞阻尼器的力学模型

2.1.3 影响粘滞阻尼器性能的因素

2.2.1 模态分析理论

2.2.2 振型分解反应谱法理论

2.2.3 时程分析法理论

2.3 本章小结

3.1 模型概况

3.2 模态分析

3.2.1 振型周期和频率

3.2.2 振型方向因子

3.2.3 振型质量参与系数

3.3 反应谱分析

3.3.1 反应谱的选取

3.3.2 楼层位移

3.3.3 层间位移角

3.3.4 楼层剪力

3.3.5 楼层刚度比

3.3.6 剪重比

3.4 本章小结

第4章 CFST外框筒-SCS内筒筒中筒减震结构抗震分析

4.1.1 模型概况

4.1.2 粘滞阻尼器参数的确定

4.1.3 粘滞阻尼器的连接方式

4.1.4 粘滞阻尼器的数量与布置

4.1.5 粘滞阻尼器在Etabs中的模拟

4.2 选取地震波

4.2.1 地震波的选取原则

4.2.2 本文所选地震波

4.3 小震作用下时程分析

4.3.1 楼层位移

4.3.2 层间位移角

4.3.3 楼层剪力

4.3.4 基底剪力时程

4.4 大震作用下时程分析

4.4.1 楼层位移

4.4.2 层间位移角

4.4.3 楼层剪力

4.4.4 基底剪力时程

4.4.5 结构耗能时程

4.5 本章小结

结 论

参考文献

致 谢