粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构抗震性能研究

论文摘要

为兼顾粘弹性阻尼器和隅撑支撑二者的优点,使结构在地震作用下具有多道耗能减震防线,本文提出在隅撑支撑框架体系中设置粘弹性阻尼器,本文称该结构为粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构。与传统抗震体系相比粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构更具安全性和技术合理性。本文根据国内外的研究成果总结了隅撑的设计参数对结构抗震性能的影响,给出了粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构合理隅撑设计的建议。本文详细介绍了粘弹性阻尼材料的力学性能和耗能机理,介绍了普通粘弹性阻尼器的构造及本文粘弹性阻尼器的构造形式及特点;阐述了粘弹性阻尼材料的影响因素,给出了隅撑消能支撑的合理设定阈值范围。介绍各种粘弹性阻尼器计算模型的特点,给出了普通粘弹性阻尼结构的计算模型及本文粘弹性阻尼隅撑支撑的计算模型,分析了支撑刚度对阻尼器性能参数的影响,给出了支撑刚度远大于阻尼器等效刚度时粘弹性阻尼隅撑支撑的最终简化计算模型。为深入研究粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构的抗震性能,本文运用大型通用有限元分析软件是Ansys建立了纯钢框架结构、偏心支撑钢框架结构和粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构的二维简化对比模型,对其进行了动力特性分析和水平地震作用下的非线性动力时程分析。分析表明,粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构的耗能支撑既提高了结构的抗侧刚度又能在地震一开始便耗能,大大的减小了地震作用下结构的位移响应和主体框架结构的内力,在地震作用下能很好的保护结构的主体框架,同时耗能结构在不同频谱特性的地震作用下均能较大幅度的减少结构的地震响应,场地适应性好。最后,在总结全文工作的基础上提出了本课题有待进一步解决的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 本文研究的目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 隅撑支撑钢框架体系国内外研究现状
• 1.3.2 粘弹性阻尼器国内外研究现状
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 隅撑支撑及粘弹性阻尼器工作性能
• 2.1 隅撑支撑工作性能
• 2.1.1 隅撑的耗能原理
• 2.1.2 隅撑支撑钢框架抗震性能影响参数
• 2.2 粘弹性阻尼器工作性能
• 2.2.1 粘弹性阻尼材料的动态力学性能
• 2.2.2 粘弹性阻尼器性能的影响因素
• 2.2.3 粘弹性阻尼器的恢复力模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 粘弹性阻尼隅撑支撑工作原理及性能
• 3.1 粘弹性阻尼器的构造
• 3.1.1 普通粘弹性阻尼器的构造
• 3.1.2 本文粘弹性阻尼器的构造
• 3.2 普通粘弹性阻尼消能支撑性能研究
• 3.2.1 普通粘弹性阻尼消能支撑的形式
• 3.2.2 普通粘弹性阻尼消能支撑的计算模型
• 3.2.3 支撑刚度对粘弹性阻尼消能支撑的影响
• 3.3 粘弹性阻尼隅撑支撑性能研究
• 3.3.1 粘弹性阻尼隅撑支撑的形式
• 3.3.2 粘弹性阻尼隅撑支撑的计算模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 粘弹性阻尼器隅撑支撑钢框架结构抗震性能
• 4.1 结构地震反应的时程分析法
• 4.1.1 时程分析法的主要内容
• 4.1.2 采用时程分析法的注意事项
• 4.2 计算模型的建立
• 4.2.1 有限元分析软件的简介
• 4.2.2 材料属性
• 4.2.3 单元选取
• 4.2.4 计算模型及参数选取
• 4.3 结构的基本动力特性
• 4.4 水平地震作用下结构非线性时程分析
• 4.4.1 顶层位移时程
• 4.4.2 楼层位移包络图
• 4.4.3 柱轴力包络图
• 4.4.4 柱弯矩包络图
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文