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混凝土框架结构采用黏弹性消能器的减震研究

杨小伟  
【摘要】:消能减震技术作为一种热门的减震技术,近年来在结构中的应用越来越多,是未来结构抗震的一个热点方向。本文对于黏弹性消能器进行了力学性能和力学模型的阐述,并以某八层的钢筋混凝土框架结构为计算实例,对其进行了减震设计以及动力弹塑性分析和研究,最后得出结论。本文首先对黏弹性消能器的力学性能和计算模型作了简要阐述,在理论体系建立的基础上,应用有限元分析软件MIDAS GEN建立某八层混凝土框架的原结构模型和增设了黏弹性消能器的三种减震方案模型,采用反应谱法和动力弹塑性时程分析方法进行了研究,计算了三种减震方案的附加等效阻尼比,并对各结构设防地震和罕遇地震作用下的动力特性做了对比分析。通过对各结构自振周期的对比分析和三种减震方案中附加等效阻尼比的计算结果,可以看出在结构中设置黏弹性消能器后会使结构的刚度适当增加,结构的阻尼比有显著的增加,结构的耗能能力明显提升。通过对原结构(未减震)和各减震方案的设防地震和罕遇地震作用下时程分析结果的对比,可得出减震技术对结构抗震性能的改善程度。在地震作用下,结构中设置黏弹性消能器后,结构的减震效果较为显著,其层间位移、层间剪力和顶层位移等都较原结构由明显的减小,减轻了结构在地震作用下的动力响应,分析结果可看出结构的减震效果主要取决与黏弹性消能器的布置位置与自身的耗能能力,结构顶部由于受地震影响较小,可适当减少消能器的布置;在地震作用过程中,黏弹性消能器的滞回曲线稳定饱满,也证实了其耗能性能可以充分发挥,从而减轻主体结构的震害,提高结构的安全性能,对提高结构的抗震性能十分显著。


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