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不等高门式刚架结构的减震控制研究

刘学锋  
【摘要】:地震在中国发生非常频繁,其对建筑物的损害也是非常严重。而门式刚架结构是国内应用比较广泛的结构形式之一,被应用在各种建筑形式中,不等高门式刚架结构是门式刚架结构中常用形式,因此研究不等高门式刚架结构的减震控制有非常重要的现实意义。粘滞阻尼器是结构中专门用来消耗地震能量的构件,在结构中合理布置阻尼器可以消耗输入结构中的大部分地震能量,减小结构位移,改善和提高结构的抗震性能。把粘滞阻尼器引入到门式刚架结构中,作为结构的耗能减震装置,在实际应用中比较少,而且在这领域的研究也比较少。本文的研究也为门式刚架的设计和减震研究提供参考数据。 本文阐述了粘滞阻尼器的构造、分类以及受力特性,并明确了减震结构分析方法中快速非线性时程分析法(FNA法)的优越性。FNA法是只考虑连接单元材料非线性问题的局部非线性分析法,其拥有比较高的计算精度和效率。 本文以不等高门式刚架结构为工作模型,在SAP2000有限元软件环境下进行时程分析。利用SAP2000进行结构的静力分析和模态分析,通过对模态分析得到的结构周期和振型,进而掌握结构的振动特性,对结构输入地震波,根据结构的振动特性进行阻尼器布置。通过对结构控制点的减震效果对比,并考虑其他因素的情况下,得出比较理想的阻尼器布置方案。考虑不同频谱特性的波对结构减震效果的影响,对结构输入另外三种地震波,再通过对控制点减震效果的对比,得出结构在不同地震波下的减震效果存在一定的差异,为了取得较精确的减震数据,需取多个地震波下减震数据的平均值;阻尼参数会直接影响结构的减震效果,通过在同一地震波下结构采用不同阻尼参数的减震数据比较,进而得出比较合理的阻尼参数使用范围。研究结果表明,粘滞阻尼器减震系统对不等高门式刚架结构有较明显的减震效果,在控制使用数量的基础上,并对其减震效果进行数据分析,进而得之将阻尼器布置在刚架结构屋面位置最为合理。


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