两端大悬挑大跨度桁架结构设置粘滞阻尼器的抗震性能分析

摘要

桁架结构因其具有合理的受力特点、优越的经济性以及优美的外观，在现代体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站等建筑中得到广泛的运用，赢得了世界各国建筑工程师的青睐。在遭遇地震时桁架结构时常产生了无法修复的变形、直接破坏或结构整体局部倒塌，究竟原因是结构构件吸收了大量的地震能量，导致结构构件进入弹塑性状态以及出现屈服甚至破坏。传统的抗震结构体系通常是通过不断增强结构本身的性能来提高结构抵御地震作用带来的破坏。阻尼器是一种常见并且用途十分广泛的耗能构件，通过在结构适当的部位和合适的布置方式设置阻尼器，在地震发生时可以防止结构由于吸收大量的地震能量而发生无法修复的大变形和破坏，进而提高了结构的抗震性能。本文研究的是大跨度桁架结构设置粘滞阻尼器的抗震性能分析。
　　本文首先介绍一些常用的结构振动控制方式、耗能减震概念、几种常用阻尼器和有限元软件Sap2000，紧接着介绍了几种阻尼器基本理论和抗震分析方法。本文是以某大型车站的两端大悬挑大跨度桁架结构模型作为分析研究对象。首先采用有限元软件Sap2000建立模型，再用模态分析分析其在无控状态下的固有属性，紧接着对设置阻尼器的桁架结构分别采用时程分析法进行抗震性能分析。在参考已有的大跨度桁架减振资料和多次结构试算结果，最终确定了结构阻尼器的布置方案（布置部位和数量），最终得到了很大的减震效果。以此为基础，调整影响耗能减震效果最明显的几个阻尼器参数进行对比分析并且择优选择。最终得出两端大悬挑大跨度桁架结构在设置粘滞阻尼器时抗震耗能性能十分突出。为今后的类似设计和深层次的研究提供了经验。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 结构振动控制理论

1．2．1 被动结构振动控制

1．2．2 主动结构振动控制

1．2．3 半主动结构振动控制

1．2．4 混合结构振动控制

1．2．5 几种结构振动控制方法比较

1．3 耗能减震的基本概念

1．4 本文分析软件

1．5 在大跨度结构中设置阻尼器的研究现状

1．6 本文研究的主要内容

第二章 粘滞阻尼器的介绍及结构抗震分析方法

2．1 粘滞阻尼器的介绍

2．1．1 粘滞阻尼器的类型与特点

2．1．2 粘滞阻尼器的力学性能

2．1．3 粘滞阻尼器的力学模型

2．2 粘滞阻尼减震体系的分析方法

2．2．1 振型分解反应谱法

2．2．2 复模态分析法

2．2．3 快速非线性分析法(FNA法)

2．2．4 时程分析法

2．2．4 能量分析法

第三章 桁架结构的弹性分析

3．1 工程概况

3．2 桁架结构荷载取值和荷载组合

3．4 桁架结构的计算结果

3．5 桁架结构的模态分析

第四章 模型弹塑性时程分析对}匕

4．1 地震波

4．1．1 合理的选择地震波

4．1．2 地震动三要素

4．1．3 本文选取的地震波

4．2 未设置阻尼器的桁架时程分析

4．3 不同阻尼器布置方案的桁架时程分析对比

4．3．1 阻尼器的布置方案

4．3．2 不同阻尼器布置方案的桁架时程分析对比

4．3．3 不同阻尼器布置方案的桁架减震效果对比

4．4 不同阻尼器参数的桁架时程分析对比

4．4．1 不同速度指数的桁架时程分析对比

4．4．2 不同速度指数的桁架减震效果对比

4．4．3 不同阻尼系数的桁架时程分析对比

4．4．4 不同阻尼系数的桁架减震效果对比

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况