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平面不规则框架结构基于粘滞阻尼器的扭转减震控制

熊丽  
【摘要】:建筑结构的平面不规则性对结构的抗震性能有重要影响,加强结构抗扭性能以减少地震时扭转造成的危害是结构设计的重要概念。在结构中设置消能装置以增加结构阻尼,从而减小结构在地震作用下的响应。消能减震作为一门新技术而迅速发展起来。 本文基于已有消能减震结构的理论基础上,以平面不规则框架结构的被动耗能减震控制研究为核心,从耗能减震结构的地震响应计算、阻尼器在结构中的空间位置优化布置和耗能减震结构的设计方法等方面进行一系列相关研究。主要内容包括如下: ①回顾国内外在不规则结构扭转反应控制方面的研究概况,阐述了各国规范对平面不规则结构的定义以及不规则结构的地震反应分析方法。 ②建立粘滞阻尼器的力学分析模型,并在非线性粘滞阻尼器等效线性化原理的理论基础上,运用MATLAB软件编制单质点粘滞阻尼减震结构的分析程序,进行线性化计算方法的误差初步分析,并比较粘滞阻尼器各参数的相互关系。 ③在粘滞阻尼器减震结构的分析模型和分析方法基础上,建立结构平扭振动的微分方程,编制动力弹塑性时程反应分析程序。通过对一设置粘滞阻尼器并存在刚度偏心的钢筋混凝土框架结构进行动力分析,说明粘滞阻尼器能够有效减小结构的扭转反应。 ④研究阻尼器在结构中的布置原则和优化设计算法,以遗传算法为理论基础,运用GATBX遗传算法工具箱编制遗传优化程序,对结构进行阻尼器空间位置的优化。并比较阻尼器的均匀布置和优化布置的结构动力反应,验证在总阻尼系数不变的前提下,对阻尼器进行优化布置能够更有效地减小结构响应。 ⑤运用有限元软件ETABS建立某12层不规则框架结构的三维有限元空间模型,并在该模型的基础上设置粘滞阻尼器。对结构进行多遇地震作用下的反应谱分析与非线性时程分析,比较加设粘滞阻尼器结构与无控结构的地震响应,并进行粘滞阻尼器空间位置优化。


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