装设粘滞阻尼器结构的减震性能研究及优化设计

摘要

与传统方法来硬抗震相比，消能减震技术有着很多优点，具有很广泛的应用前景，但国内对这一技术的发展起步较晚，距离普遍推广和应用还有很大的距离。本文以消能减震器中的粘滞流体阻尼器为研究对象，研究其对高层结构抗震性能的影响。
　　本文首先介绍了粘滞流体阻尼器的分类和特点，分析其恢复力模型，并讨论了阻尼器的速度指数对于耗能能力的影响。阐述了装设粘滞阻尼器结构的减震分析方法，还对减震结构的减震设计进行了简介，其中包括使用范围、设防目标、主体结构的设计和有效阻尼比的计算及阻尼器的优化布置。
　　利用SAP2000软件建立了一个10层的框架结构和在原结构上均匀布置粘滞阻尼器的2个模型，在汶川波、Elcentro波、人工波三条地震波下进行计算分析，对比了该结构在2个主轴方向的位移、层间位移角、加速度和层间剪力，验证了装设粘滞阻尼器的消能减震结构能明显提高结构的抗震性能。还对粘滞阻尼器的结构布置进行了优化，相比传统以层间位移为控制函数进行优化实用价值不大等缺点，本文采用了简单方便的优化方案，并对优化模型进行了地震反应分析。总结了基于时程分析的粘滞阻尼器的设计方法。希望透过本算例的分析总结出附加粘滞流体阻尼器结构的地震响应特点，为这类结构的设计提供帮助。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 消能减震的概念、分类与原理

1．2．1 消能减震的概念

1．2．2 消能减震的分类

1．2．3 消能减震的原理

1．3 国内外研究现状及发展趋势

1．3．1 国内外研究现状

1．3．2 发展趋势

1．4 本文问题提出及主要研究工作

第2章 粘滞阻尼器的类型与恢复力模型

2．1 粘滞阻尼器的分类和特点

2．1．1 缸式粘滞流体阻尼器

2．1．2 粘滞阻尼墙

2．1．3 圆筒式粘滞阻尼器

2．2 粘滞阻尼器的恢复力模型

2．2．1 线性模型

2．2．2 Kelvin模型

2．2．3 Maxwell模型

2．2．4 Wiechert模型

2．2．5 SAP2000所采用的模型

2．3 粘滞阻尼器的速度指数

第3章 装设粘滞阻尼器结构的减震分析方法和减震设计

3．1 装设粘滞阻尼器结构的减震分析方法

3．1．1 振型分解反应谱法

3．1．2 时程分析法

3．1．3 快速非线性分析方法(FNA)

3．2 装设粘滞阻尼器结构的减震设计

3．2．1 消能减震结构的适用范围和设防目标

3．2．2 阻尼器的布置原则

3．2．3 主体结构的设计

3．2．4 粘滞阻尼器附加给结构的有效阻尼比

3．2．5 阻尼器的优化布置

第4章 工程实例分析

4．1 计算模型的建立

4．1．1 工程概况

4．1．2 有限元模型

4．1．3 时程分析地震波的选择

4．1．4 结构的动力特性和地震反应

4．2 装设粘滞阻尼器结构的地震反应

4．2．1 布置阻尼器

4．2．2 方案一的地震反应

4．3 方案一与原结构的对比

4．3．1 各层位移最大值对比

4．3．2 各层层间位移角最大值对比

4．3．3 各层加速度最大值对比

4．3．4 各层层间剪力最大值对比

4．4 粘滞阻尼器的优化布置

4．3．1 优化方案

4．3．2 方案二的地震反应分析

4．3．3 两种附加阻尼器结构方案的对比

第5章 基于时程分析的设计方法

5．1 设计流程

5．2 SAP2000与PKPM建模结果对比分析

5．3 地震动输入

5．4 消除减震效果评价

5．5 结论

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献