钢-混凝土混合结构耦合振动被动控制研究

摘要

钢—混凝土核心筒混合结构兼有钢结构施工速度快和混凝土结构刚度大、成本低等优点，在中国目前已建成的或在建的超高层结构中，约有2/3采用的是钢—混凝土混合结构。在这种结构体系中，混凝土核心筒结构刚度有余，强度不足，外框架强度相对有余，刚度不足。地震时，框架和核心筒振动不协调，两者之间传统的刚接或铰连接容易发生破坏。同时，地震作用在两者之间的分配差别很大，在作为第一抗震防线的核心筒发生破坏后，外框架很难起到第二抗震防线的作用。于是，本文结合钢—混凝土混合结构自身的特性，提出用消能减震装置连接框架和核心筒，以形成耦合振动被动控制体系来优化结构的抗震性能，本文的主要工作如下： 首先，本文在曲拐层串简化模型的基础上，提出混合结构耦合振动被动控制简化模型——并联双列曲拐分层多质点模型。 其次，本文归纳了近年来开发和应用的消能装置及其各自的力学模型，详细介绍了在结构层间设置阻尼器时阻尼参数的设定，并提出了混合结构楼层平面上设置阻尼器时阻尼参数的设定和优化方法。 最后，通过一个钢—混凝土混合结构实例，对结构在粘滞阻尼器连接和实际的刚性连接两种情况下的抗震性能进行了对比分析，得出了一些对以后的研究和工程有指导意义的结论，并对以后的研究工作提出了一些展望。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1钢-混凝土混合结构体系的应用及发展

1.2混合结构高层建筑的结构体系、特点

1.2.1结构体系

1.2.2混合结构的优、缺点

1.3混合结构震害介绍及结构整体抗震性能研究概况

1.3.1震害介绍

1.3.2混合结构抗震性能研究概况

1.4混合结构体系存在的主要问题

1.4.1抗震防线问题

1.4.2设计控制指标问题

1.4.3结构整体分析及建模问题

1.5本文研究工作

第二章 钢-混凝土混合结构耦合振动被动控制分析模型

2.1并联双列曲拐分层多质点模型

2.1.1曲拐层串简化模型

2.1.2钢-混凝土混合结构简化分析模型

2.2本章小结

第三章钢-混凝土混合结构消能减震装置参数设定及优化

3.1消能减震装置的分类

3.1.1位移相关型消能减震装置

3.1.2速度相关型消能减震装置

3.1.3其他类型消能减震装置

3.2阻尼器参数设定及优化

3.2.1层间设置阻尼器时阻尼参数的设定

3.2.2钢-混凝土混合结构楼层平面上设置阻尼器时阻尼参数的设定

3.3框架和混凝土核心筒周期比对减震效果的影响

3.3.1振动模型

3.3.2周期比的影响

3.4本章小结

第四章 钢-混凝土混合结构耦合振动被动控制研究实例

4.1工程概况

4.2不同连接下混合结构的抗震性能分析

4.2.1结构X向在不同连接下的动力响应分析

4.2.2结构Y向在不同连接下的动力响应分析

4.3阻尼器配置与层间总剪力的关系

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果