摩擦阻尼器在钢结构加层中的应用和抗震性能分析

摘要

由于钢结构具有轻质高强、施工简单迅捷、对原有结构影响比较小等特点，在结构的加层改造中钢结构直接加层方法应用最为广泛，而在加层改造房屋中原结构多为砌体结构或钢筋混凝土框架结构，钢结构加层后形成上柔下刚的竖向不规则结构，整体的刚度、周期、阻尼比等都发生了变化，改变了结构在地震作用下的动力特性。而对于这种超限结构我国无明确统一的规范和标准可以参考。本文结合一加层改造实例利用有限元分析软件在钢结构加层斜撑上设置耗能减震装置—摩擦阻尼器，对比分析不同加层结构体系在在多遇及罕遇地震作用下的结构的位移、层间位移角、层间剪力等变化规律，分析结果表明:多层混凝土框架结构加四层钢框架结构时，加层部分鞭梢效应非常明显;摩擦耗能支撑框架加层结构体系有效地减小加层处过大的侧向位移并改变了原结构的振动特性，减小了地震能量输入，使结构在整体上满足抗震规范的要求。同时通过对摩擦阻尼器的两个重要参数——起滑位移比和初始刚度比的大量计算分析得出其对耗能减震效果的影响，为摩擦阻尼器在加层改造中的应用和设计提供了一定的理论参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 结构加层设计的必要性

1．3 加层改造技术的应用和分类

1．2．1 直接加层法

1．2．2 外套结构加层法

1．2．3 改变荷载传递加层法

1．4 本文的研究目的和主要工作

1．4．1 本文的选题目的和课题来源

1．4．2 本文主要研究内容

第二章 结构控制技术的发展与分类

2．1 结构控制简述

2．1．1 结构主动控制

2．1．2 结构半主动控制

2．1．3 结构被动控制

2．1．4 结构混合控制

2．2 消能减震技术

2．2．1 消能减震装置的类型

2．2．2 耗能减震技术的优越性和应用范围

2．4 摩擦阻尼器的类型

2．4．1 摩擦耗能节点

2．4．2 板式摩擦耗能器

2．4．3 筒式摩擦耗能器

2．4．4 复合型摩擦耗能器

2．5 摩擦阻尼器的力学模型

2．6 摩擦耗能支撑的恢复力模型

2．7 国内外摩擦阻尼器的应用概况

第三章 摩擦阻尼器在加层中的减震效果对比分析

3．1 工程概况

3．2 分析软件的选用——Sap2000

3．3 计算模型

3．3．1 结构模型假定

3．3．2 模型的建立

3．4 结构动力分析

3．4．1 模态分析

3．4．2 动力时程分析法——快速非线性FNA法

3．5 地震波的选取

3．5．1 地震波类型及选用方法

3．5．2 本文所用地震波的选取

3．6 不同材料加层结构整体阻尼比计算方法——应变能法

3．7 摩擦耗能器的计算模型

3．8 不同加层体系下结构比较分析

3．8．1 不同体系自振周期比较

3．8．2 多遇地震下时程反应分析结果

3．8．3 罕遇地震下时程反应分析结果

3．8．4 罕遇地震下能量曲线

3．8．5 罕遇地震下摩擦阻尼器滞回曲线

第四章 摩擦阻尼器各种参数在加层中的研究

4．1 引言

4．2 耗能器起滑位移的影响

4．2．1 耗能器起滑位移对层剪力的影响

4．2．2 耗能器起滑位移对层位移的影响

4．2．3 耗能器起滑位移对阻尼器耗能的影响

4．3 斜撑刚度的影响

4．3．1 斜撑刚度对层剪力的影响

4．3．2 斜撑刚度对层位移的影响

4．3．3 斜撑刚度对阻尼器耗能的影响

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢