粘弹性阻尼器在框架结构中的优化布置

论文摘要

粘弹性阻尼器是一种有效的被动控制装置,它通过增加结构阻尼、耗散地震输入能量来减小结构的地震响应。由于其经济有效、安装简单,在结构的消能减震控制中具有广泛的应用前景,成为工程抗震技术的热点问题之一。本文分析了粘弹性阻尼器的力学性能和计算模型,阐述了粘弹性阻尼结构的分析与设计方法,分析和探讨了粘弹性阻尼器在框架结构控制中的应用及其优化布置。本文采用目前通用的大型有限元分析软件SAP2000,建立12层框架结构模型,采用两条典型地震记录对未安装粘弹性阻尼器、安装粘弹性阻尼器的两种框架结构进行罕遇地震下的动力时程分析,对比两种结构的各种地震反应(位移、速度、加速度等),证明了粘弹性阻尼器对结构振动控制的有效性。在安装粘弹性阻尼器的框架结构中采用了三种粘弹性阻尼器的优化布置方式,对比了不同优化布置方式对结构的控制效果。通过数据分析,得出各种优化方式的作用特点,提出对阻尼器优化布置有益建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 结构消能减震的基本概念
• 1.1.2 结构消能减震的优点及应用范围
• 1.2 结构减震的控制
• 1.2.1 结构减震控制的分类
• 1.2.2 被动控制的消能减震装置
• 1.3 粘弹性阻尼器
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 粘弹性阻尼器的力学性能
• 2.1 粘弹性材料
• 2.1.1 粘弹性材料及其特性
• 2.1.2 粘弹性材料的动态力学性能
• 2.1.3 影响粘弹性材料性能的因素
• 2.2 粘弹性阻尼器的恢复力模型
• 2.2.1 几种粘弹性阻尼器恢复力模型的比较
• 2.2.2 等效刚度和等效阻尼模型的力与位移关系
• 2.2.3 等效刚度和等效阻尼模型的应力与应变关系
• 2.3 粘弹性阻尼器的支撑
• 2.3.1 粘弹性阻尼器支撑的形式
• 2.3.2 支撑对粘弹性阻尼器刚度的影响
• 第3章 粘弹性阻尼结构的分析与设计方法
• 3.1 粘弹性阻尼结构的分析方法
• 3.1.1 时程分析法和地震波的选择
• 3.1.2 能量分析法
• 3.2 粘弹性阻尼结构的设计方法
• 3.2.1 消能减震结构的使用范围和设防目标
• 3.2.2 消能减震结构的性能标准
• 3.2.3 消能减震结构设计的基本要求
• 3.2.4 粘弹性阻尼结构设计的步骤
• 第4章 粘弹性消能减震结构的优化设计
• 4.1 粘弹性阻尼结构中阻尼器参数的优化
• 4.2 粘弹性阻尼结构中阻尼器布置的优化
• 4.2.1 粘弹性阻尼器布置数量的确定
• 4.2.2 粘弹性阻尼器位置布置的优化
• 第5章 设置粘弹性阻尼器框架结构优化方案对比
• 5.1 结构分析模型的建立
• 5.1.1 有限元分析软件的简介
• 5.1.2 模型的基本数据
• 5.1.3 地震波的选择
• 5.2 粘弹性阻尼器各层均匀布置（方案一）
• 5.2.1 粘弹性阻尼器数量的确定
• 5.2.2 方案一与原结构模型的周期对比分析
• 5.2.3 方案一与原结构模型的位移对比分析
• 5.2.4 方案一与原结构模型的加速度对比分析
• 5.2.5 方案一与原结构模型的速度对比分析
• 5.3 权系数布置（方案二）和循环布置（方案三）
• 5.3.1 方案二各层阻尼器的布置数量
• 5.3.2 方案三各层阻尼器的布置数量
• 5.3.3 方案二和方案三的计算数据
• 5.4 三种优化方案的比较分析
• 5.4.1 三种方案各层最大层位移的比较
• 5.4.2 三种方案各层最大层间位移的比较
• 5.4.3 三种方案各层最大加速度的比较
• 5.4.4 三种方案各层最大速度的比较
• 5.4.5 三种方案各层阻尼器数量的比较
• 5.4.6 三种方案基底剪力的比较
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文