粘滞阻尼器不同连接方式减震性能及其设计方法的研究

摘要

粘滞阻尼器具有能在宽频域范围内使结构保持粘滞反应、对温度的不敏感性、产生的阻尼力与位移异向、力学分析相对简单等优点，工程抗震界越来越看好其减震耗能前景。 常见的阻尼器连接方式并不能充分发挥粘滞阻尼器作用，而新型连接方式借鉴曲柄连杆机构的原理，将阻尼器的作用放大，不仅在结构层间位移较小时，可以使消能器发挥明显的消能作用；同时其在大震作用下，阻尼器的作用被放大，所以可以减少阻尼器的数量，降低消能减震结构成本，带来良好的经济效益。 本文主要研究内容如下： (1)介绍了粘滞阻尼器的构成和工作原理，分析了线性阻尼器和非线性阻尼器工作原理、性能、优缺点理论计算公式。 (2)介绍了阻尼器几种连接方式的工作机理，给出了阻尼器不同连接方式的位移放大系数的计算公式，并通过SAP2000有限元软件建立模型验证了阻尼器不同连接方式的计算理论，模拟并很好的验证了理论，同时说明了位移放大系数越大，其耗能效果越好。 (3)本文以实际工程为研究对象，对其进行消能减震设计，并针对粘滞阻尼器不同连接方式减震性能进行研究。结果表明两种具有位移放大功能的连接方式具有较好的减震效果，能充分发挥阻尼器的耗能作用，同时也验证前面的理论。 (4)介绍了消能减震结构的常用设计方法，并提出将pushover的方法与时程分析法结合的计算方法，说明了附加套索支撑和剪刀型支撑阻尼器连接方式的设计步骤和注意问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2选题背景

1.3研究意义

1.4国内外研究现状

1.4.1国外研究现状

1.4.2国内研究现状

1.4.3基于结构性能的抗震设计方法研究现状

1.5本课题的主要工作

第2章粘滞阻尼器的性能及原理

2.1引言

2.2粘滞阻尼器原理

2.3线性阻尼器和非线性阻尼器相关理论

2.4粘滞阻尼器计算模型

2.5粘滞阻尼器的等效阻尼比

2.5.1线性粘滞阻尼器的等效阻尼比

2.5.2非线性粘滞阻尼器的等效阻尼比

2.6阻尼器的数学理论计算及公式推导

2.6.1单自由度结构体系计算公式推导

2.6.2多自由度体系自由度结构体系计算公式推导

2.7本章小结

第3章阻尼器连接方式的工作机理分析

3.1引言

3.2阻尼器不同连接方式工作机理分析

3.2.1对角支撑连接方式

3.2.2人字型支撑连接支撑方式

3.2.3套索支撑连接方式

3.2.4剪刀型支撑连接

3.2.5粘滞阻尼器等效阻尼比计算

3.3阻尼器几种连接方式的理论计算机模拟验证

3.3.1模拟计算参数

3.3.2计算结构分析

3.4本章小结

第4章粘滞阻尼器不同连接方式减震性能对比分析

4.1引言

4.2多层混凝土结构算例

4.2.1工程概况

4.2.2时程分析地震波选用

4.2.3计算参数选取

4.2.4计算结果输出

4.2.5计算结果分析

4.3高层钢结构算例

4.3.1工程概况

4.3.2结构相关参数

4.3.3时程分析地震波选取

4.3.4结构动力特性分析

4.3.5原结构地震作用验算

4.3.6粘滞阻尼器布置方案

4.3.7计算结果及分析

4.4本章小结

第5章 消能减震结构基于性能的设计方法

5.1引言

5.2消能减震结构设计方法介绍

5.2.1附加粘滞阻尼器消能减震结构反应谱设计方法

5.2.2消能减振结构的时程分析法

5.2.3复模态设计方法

5.2.4消能减震基于结构能量的设计方法

5.3消能减震结构基于结构性能的设计方法

5.4粘滞阻尼器不同连接方式的设计方法

5.4.1粘滞阻尼器的布置原则

5.4.2粘滞不同连接方式设计步骤及注意问题

5.5本章小结

结论与展望

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致 谢