论文摘要
我国地处太平洋、亚洲地震带，地质构造复杂，是一个地震多发国家。随着国民经济的快速发展，各种不同类型，结构复杂的建筑不断涌现，建筑结构的设计要求也越来越高。在建筑结构的抗震设计方面已经不满足于现今规范中的“小震不坏，大震不倒”的原则，而提出基于结构性态的抗震设计原则，这就对结构抗震设计提出了更高的要求。另外，国内一些已建的建筑结构，结构存在一些薄弱环节或总体上抗震能力不足，如何最佳的对这些已建的建筑结构实现抗震加固，保证它们满足现今的抗震设计要求，也是一个有待解决的问题。世界各国的结构设计和工程技术人员提出了很多理论，有些已经在实际工程中得到了应用并取得了一定的效果。本文就在结构被动控制理论中应用广泛的耗能阻尼器在框架结构应用做了一些理论及实验研究并对一个实际工程进行了有限元分析。本文提出了在框架结构中设置耗能阻尼器斜支撑增加结构阻尼耗散结构在地震作用下的振动能量达到减小结构反应的目的。论文首先在阻尼器动力试验的基础上，获得了摩擦阻尼器（FRD）和粘弹性阻尼器（VED）随激励性质变化条件下的滞回曲线和性能参数。在此基础上，本文对粘弹性—摩擦阻尼器（F-VED）进行了研究，在理论上得到了其耗能机理并获得了它的滞回曲线和性能参数。其次，本文分别建立了上述三种阻尼器的有限元模型，并在此基础上进一步建立了阻尼器和支撑组合的单元刚度矩阵。基于以上阻尼器的工作机理，本文进行了设置阻尼器支撑的框架结构有限元分析。结果表明，在多遇地震下，由于摩擦阻尼器不起滑，F-VED和VED的减振效果相当，而FRD的耗能效果不明显。在罕遇地震下，粘弹性材料达到剪切极限，摩擦机构起滑，故F-VED的减振效果最好。最后，本文在上述试验和理论分析的基础上，对一个七层的钢筋混凝土框架结构设置上述三种阻尼器在多遇和罕遇地震下进行了动力有限元分析。并对它们进行了对比，结果与试验结果比较吻合，这就为实际结构设置阻尼器的抗震设计提供了有益的参考和帮助。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪言1.1 课题背景1.2 课题研究的必要性1.3 结构被动控制耗能阻尼装置的分类1.4 耗能阻尼器的研究及应用现状1.4.1 FRD的研究及应用现状1.4.2 VED的研究及应用现状1.5 本文的主要工作第2章 FRD的试验研究和计算模型2.1 引言2.2 基本原理2.2.1 固体摩擦2.2.2 环境影响2.3 阻尼特性和宏观建模2.4 FRD的计算模型2.5 FRD的在不同起滑力下的滞回曲线第3章 VED的试验研究和计算模型3.1 引言3.2 基本原理3.2.1 粘弹性材料物理特性3.2.2 粘弹性材料本构模型3.2.3 粘弹性阻尼器的耗能原理3.3 粘弹性阻尼器性能的影响因素3.3.1 温度相关性3.3.2 频率相关性3.3.3 应变幅值相关性3.4 粘弹性阻尼器的单元刚度矩阵3.5 粘弹性阻尼器支撑的组合单元矩阵3.5.1 粘弹性阻尼器和型钢人字型支撑的组合单元刚度矩阵3.5.2 粘弹性阻尼器和型钢斜支撑的组合单元刚度矩阵3.6 粘弹性阻尼器对建筑结构地震反应的基本控制方程第4章 F-VED的试验研究和计算模型4.1 引言4.2 基本原理4.3 F-VED的单元刚度矩阵4.4 计算模型4.5 F-VED的滞回曲线4.6 本章小结第5章 地震模拟振动台试验5.1 前言5.2 试验概况5.2.1 钢框架的设计5.2.2 试验用模拟地震振动台系统5.2.3 量测系统和测点布置5.3 试验工况5.3.1 薄弱层的确定5.3.2 地震波的选用和耗能阻尼器的制作参数5.4 振动台试验结果5.5 试验结果分析5.6 本章小结第6章 框架结构地震反应有限元分析6.1 有限元分析介绍6.1.1 基本原理6.1.2 大型有限元软件ANSYS的介绍6.2 设置阻尼器的框架结构在地震作用下的动力分析6.2.1 工程概况6.2.2 设置阻尼器的框架结构在多遇地震下对框架的动力分析6.2.3 设置阻尼器的框架结构在罕遇地震下对框架的动力分析6.3 阻尼器的框架节点局部受力分析6.3.1 概述6.3.2 计算分析6.3.3 小结第7章 本文工作结论与展望7.1 结论7.2 进一步研究的设想参考文献作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
相关论文文献
标签：摩擦阻尼器论文; 粘弹性阻尼器论文; 粘弹性摩擦阻尼器论文; 有限元分析论文;
