金属阻尼器在装配式框架结构中的抗震研究

摘要

进入21世纪，我国的城市化程度越来越高，但与此同时我国仍然是一个发展中国家，政府需要提供一些保障性用房给有需要的居民;现期流行的传统现浇结构暴露出环境污染、资源浪费等突出问题。而装配式建筑作为一种成本相对较低，构件制作地点在厂房内的建造形式，造成的资源浪费和环境污染相对较小，具有相当的环境价值和应用前景。但装配式结构节点较整浇结构相对薄弱，一旦发生地震，可能严重影响人类的生命及财产安全。所以，对装配式建筑进行相关的抗震设计是必不可少的。金属阻尼器布置在装配式建筑中，可以为建筑提供附加刚度和附加阻尼，减震效果明显，保护了结构在地震作用下的安全。本文针对金属阻尼器在装配式框架结构中的抗震作用进行分析和研究，笔者做了如下工作:
　　(1)首先本文介绍了目前预制装配式混凝土建筑的发展情况及抗震性能的研究情况，根据这些情况对本文的研究内容进行讨论;
　　(2)论述了一些金属消能减震结构的分析方法和设计方法，总结出一种阻尼器减震设计方法;
　　(3)利用ETABS有限元分析软件，分析了加装剪切钢板阻尼器和未加装剪切钢板阻尼器的装配式框架结构的抗震性能，对装有剪切钢板阻尼器的装配式框架结构进行了多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。
　　本文初步研究表明，剪切钢板阻尼器有着较好的耗能效果，值得进一步研究和应用，获得了以下结论:
　　(1)加装金属阻尼器的装配式建筑的减震效果较明显，在结构中加装阻尼器后与无控结构对比，其在地震作用下产生的最大层间位移角等响应值都有显著的降低。金属阻尼器为结构耗散大量能量，可以有效减轻结构的破坏程度;
　　(2)剪切钢板阻尼器本身具有的构造简单、材料常见、性价比高等优点，以及装配式建筑的良好市场前景，未来这种阻尼器的应用前景必将有着相当大的潜力。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 预制装配式混凝土框架结构概述

1．2．1 预制装配式混凝土结构的发展

1．3 装配式结构抗震性能研究

1．3．1 装配式混凝土结构构件连接研究

1．3．2 装配式框架结构的整体性抗震性能研究

1．4 结构减震技术在预制装配式结构中的应用

1．5 国、内外研究现状

1．5．1 装配式混凝土结构的研究现状

1．5．2 减震技术在装配式框架结构中应用现状

1．6 本课题的研究意义

1．7 本文的主要研究内容

2 结构消能减震技术

2．1 消能减震技术概念

2．2 消能减震技术原理

2．3 消能减震装置的分类

2．4 剪切钢板阻尼器概述

2．4．1 剪切钢板阻尼器的组成

2．4．2 剪切钢板消能器的理论公式

2．5 剪切钢板阻尼器的力学模型

2．5．1 双线性模型

2．5．2 Bouc-Wen模型

2．5．3 骨架平移模型

2．5．4 修正双屈服面模型

2．6 剪切钢板阻尼器的性能影响因素

2．6．1 腹板宽厚比

2．6．2 腹板钢材屈服点强度

2．6．3 翼缘宽厚比

2．6．4 翼缘形状

2．6．5 加劲肋设置

2．7 剪切钢板阻尼器的实践应用

2．8 本章小结

3 金属消能减震结构的分析方法和设计方法

3．1 消能减震结构分析方法

3．1．1 消能减震结构分析方法概述

3．1．2 Push-over(静力弹塑性)分析方法

3．1．3 时程分析法

3．1．4 能量分析法

3．1．5 振型分解反应谱法

3．2 消能减震结构设计方法

3．2．1 消能减震结构的概念设计

3．2．2 消能减震结构的抗震设计方法

3．3 本文总结的剪切钢板阻尼器减震设计方法

3．3．1 减震设计原则

3．3．2 多遇地震作用下的减震设计方法

3．3．3 罕遇地震作用下的减震设计方法

3．4 本章小结

4 装有金属阻尼器的装配式框架体系的抗震实例

4．1 工程概况

4．2 加装金属阻尼器的装配式框架结构减震分析

4．2．1 ETABS模型的建立

4．2．2 地震波的选取

4．2．3 阻尼器的布置

4．3 多遇地震作用下的结构的时程分析

4．3．1 层间位移角对比

4．3．2 剪切钢板阻尼器力与位移滞回曲线

4．4 罕遇地震作用下的结构的时程分析

4．4．1 层间位移角对比

4．4．2 能量分析

4．4．3 剪切钢板阻尼器力与位移滞回曲线

4．5 本章小结

5 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介