相邻钢框架结构连接金属阻尼器减震性能研究

摘要

相邻结构在现在城市发展中扮演着越来越重要的角色，近些年新建的相邻结构也越来越多，所以相邻结构的消能减震性能也就显得格外重要，而对相邻结构的研究也越来越多。本文对金属阻尼器连接的相邻两结构进行地震反应分析，对阻尼器参数的选取和布置方式进行了探讨，并对两相邻结构在不同频率比的情况下的地震反应进行了研究。主要研究工作及成果如下：
　　1.以单质点相邻体系为研究对象，利用金属阻尼器连接两相邻结构成为相连结构，建立该相连结构的振动微分方程，然后进行理论运算，得出位移响应倍率公式，并根据公式绘出地震动为简谐波时的位移响应倍率曲线，可得在简谐波作用下，相连结构的两个子结构位移响应倍率最大值都比独立的两结构要小。
　　2.利用自编程序，选取四种地震波对结构算例模型进行弹塑性时程分析，得到单质点相连结构的位移、加速度及结构自身耗能都小于两结构独立时，金属阻尼器连接的单质点相连结构的减震效果比结构独立时要好。
　　3.研究相邻的两个对称多层钢框架结构（相邻结构1、相邻结构2）及连接金属阻尼器后组成相连结构的消能减震情况，对结构算例模型进行弹塑性时程分析，得出相连结构的减震效果要比独立结构好，并根据相连钢框架结构的较优阻尼器连接数量得出阻尼器与结构1的刚度比，据此提出阻尼器与相邻结构1的刚度比跟结构层数比的关系式，并对其通用性进行了验证。
　　4.利用两相邻10层钢框架结构为算例模型，对相邻结构间几种不同的阻尼器布置方式进行探讨，得出当以相邻结构1为主要减震控制目标时，布置方式1的效果最好；当以相邻结构2为主要减震控制目标时，布置方式4的效果最好。
　　5.利用两相邻10层钢框架结构为分析模型，相邻结构1固定不变，通过改变相邻结构2的周期，变化两个相邻结构的频率比，其中频率比为1.0时的两个相邻结构为相同的结构。利用自编程序，在多种地震动作用下分别对其进行弹塑性时程分析，得到当两相邻结构是频率比为1的相同结构时，其减震效果和两结构独立时相同；当两相邻结构频率比逐渐增大的时候，相连结构的位移和加速度都比结构独立时要小且变化趋势为逐渐减小，所以??1.5时对相连结构的减震性能相对更好。
　　6.研究不对称的两个相邻结构（其中主结构为高层结构，副结构为大面积的多层结构）及连接金属阻尼器组成的相连结构的消能减震情况，选用20层和4层相邻钢框架结构作为分析模型，对结构算例模型进行弹塑性时程分析，得出钢框架相连结构的较优阻尼器连接数量应根据主要减震目标来确定，并且比较了金属阻尼器在不同的几种布置方式下不对称的相连结构的减震效果。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2结构振动控制

1.3相邻结构的减震研究

1.4本文研究的目的及主要内容

第2章 单质点体系相邻结构减震性能研究

2.1 引言

2.2 金属阻尼器的特性与减震原理

2.3 金属阻尼器的选取

2.4地震波的选用

2.5时程分析方法

2.6地震作用分布的选取

2.7单层相邻结构连接金属阻尼器的减震分析

2.8 本章小结

第3章 相邻对称结构连接金属阻尼器的减震性能研究

3.1 引言

3.2 算例模型

3.3 恢复力特性

3.4 时程分析

3.5 最佳抗侧刚度计算

3.6 验证

3.7 本章小结

第4章 相邻对称结构连接金属阻尼器的布置方式研究

4.1 引言

4.2 阻尼器不同布置方式的设定

4.3阻尼器不同布置方式的最大位移比较

4.4阻尼器不同布置方式的最大层间位移比较

4.5阻尼器不同布置方式的最大绝对加速度比较

4.6验证

4.7本章小结

第5章 相邻对称结构不同频率比的减震分析

5.1 引言

5.2 相邻对称结构不同频率比的设定

5.3 相邻对称结构不同频率比下最大位移比较

5.4 相邻对称结构不同频率比下最大层间位移比较

5.5 相邻对称结构不同频率比下最大绝对加速度比较

5.6 本章小结

第6章 不对称相邻结构连接金属阻尼器的减震性能研究

6.1 引言

6.2 算例模型

6.3 恢复力特性

6.4 时程分析

6.5不对称相邻结构连接金属阻尼器的布置方式研究

6.6 本章小结

结论与展望

一、结论

二．研究的不足与展望

参考文献

附录 自编金属阻尼器连接相邻多层钢框架结构时程分析程序

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢