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高层钢筋混凝土结构装设粘滞阻尼器的减震性能研究

李福文  
【摘要】: 工程结构振动控制是目前工程抗震技术中的热点问题之一,其中利用粘滞流体阻尼器对结构进行被动控制的方法,由于其装置简单、材料经济、减震效果明显,在实际结构振动控制中具有广泛的应用前景。 本文结合现行《建筑抗震设计规范》中新增的消能减震设计内容以及目前国内外此方向的研究成果,首先对装设粘滞流体阻尼装置的单自由度消能减震体系进行在简谐荷载作用下的性能分析,对附加阻尼比ξ_a及阻尼器楼层最大输出力和结构楼层剪力之比的关系ε进行推导;随后对装设粘滞流体阻尼器的消能减震结构体系的设计方法进行了分析与探讨,通过工程实例对消能减震设计进行了归纳、总结;最后对装设粘滞阻尼装置的框架结构的优化设计进行了探讨,提出以结构层间位移角为目标函数进行阻尼器一次性布置的优化方法。 本文采用目前通用的大型有限元分析软件ETABS对结构进行计算、分析。首先以一幢10层钢筋混凝土框架结构为研究对象,说明装设粘滞阻尼器的消能减震体系可以显著降低结构的地震反应,提高结构的抗震能力。随后以一幢51层的钢筋混凝土框架——核心筒结构为例,建立了框架——核心筒结构和装设粘滞流体阻尼器的消能减震结构两种不同结构方案的三维空间模型,在X向和Y向分别输入El Centro波、Taft波和人工波,在多遇地震作用下进行时程分析与反应谱分析,并对两者的抗震效果进行分析、对比,得到了与理论分析一致的结果。证明对于高层建筑,在结构中适当的增加粘滞流体阻尼装置,能够显著提高了建筑物的抗震性能,使建筑物的使用功能范围扩大。 在结合现行《建筑抗震设计规范》的基础上,本文的目的就是对消能减震的原理及其在减震设计中的应用进行探讨、归纳,并通过一幢高层建筑应用实例显示其减震效果,从而为该技术的应用和发展提供参考。


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