粘弹性阻尼器减震性能研究与优化分析

论文题目: 粘弹性阻尼器减震性能研究与优化分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 结构工程

作者: 邓涛

导师: 童桦,何益斌

关键词: 粘弹性阻尼器,被动控制,时程分析,有限元法,优化,层间位移

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着各国对结构抗震的重视以及研究的深入,振动控制成为建筑物抵抗地震作用,减小地震响应的一种有效方法。其中利用粘弹性阻尼器对结构进行被动控制的方法,由于其有效性、经济性和安装后不再需要维护,而被越来越多的结构设计所采用。本文的主要研究内容有: 对粘弹性阻尼器在与支撑连接后的粘弹性消能支撑建立了力学模型,并研究了支撑刚度对其性能参数的影响。认为在支撑刚度非常大的情况下,可以忽略支撑的影响,直接采用阻尼器的参数进行结构的抗震设计。如果支撑刚度较小,应采用本文推导的公式计算粘弹性消能支撑的性能参数; 利用单质点模型对设置粘弹性阻尼器结构在简谐荷载作用下的性能进行了分析,研究了粘弹性阻尼器几何参数的优化方法。对于一个框架模型,建立了未安装粘弹性阻尼器、安装粘弹性阻尼器的两种结构的有限元模型,进行结构的模态、动力时程分析,通过数值方法研究了安装粘弹性阻尼器的结构的减震性能,证明了粘弹性阻尼器对结构振动控制的有效性。对于三种不同刚度的框架—剪力墙模型,分别建立了未安装粘弹性阻尼器、安装粘弹性阻尼器的结构的有限元模型,进行结构动力时程分析,通过数值方法研究了剪力墙刚度对安装粘弹性阻尼器的结构的减震性能的影响。对安装粘弹性阻尼器的结构中,粘弹性阻尼器位置的优化做了研究。提出以层间相对位移为控制函数,利用时程分析法对阻尼器设置进行优化的方法,并与各种不同的控制函数进行了比较分析。根据研究分析,提出了一些有益的建议。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章绪论

1．1 研究目的及意义

1．1．1 结构振动控制的概念及分类

1．1．2 被动控制的研究

1．2 粘弹性阻尼器的研究与应用现状

1．3 本文的主要研究内容

第2章粘弹性阻尼器工作原理及消能支撑性能分析

2．1 粘弹性阻尼器工作原理及计算模型

2．1．1 粘弹性阻尼器的构造和性能

2．1．2 粘弹性阻尼器的计算模型

2．2 粘弹性消能支撑的性能研究

2．2．1 粘弹性消能支撑的水平控制力

2．2．2 粘弹性消能支撑的计算模型

2．2．3 支撑刚度对粘弹性消能支撑的的影响

2．3 小结

第3章设置粘弹性阻尼器结构性能的理论分析

3．1 单自由度结构分析

3．1．1 设置粘弹性阻尼器结构的计算模型

3．1．2 谐振动响应

3．1．3 反应谱分析

3．1．4 粘弹性消能支撑的输出力与楼层剪力的关系

3．2 设置粘弹性阻尼器结构中阻尼器参数的确定

3．2．1 多自由度结构粘弹性阻尼器等效阻尼比

3．2．2 粘弹性阻尼器参数确定方法

3．3 小结

第4章设置粘弹性阻尼器结构有限元分析及与试验的对比研究

4．1 设置粘弹性阻尼器结构的有限元仿真分析

4．1．1 结构计算单元的选取

4．1．2 弹塑性恢复力模型

4．1．3 数值积分方法

4．1．4 阻尼矩阵

4．1．5 框架结构的动力分析

4．1．6 框架-剪力墙结构的动力分析

4．2 实例分析

4．3 小结

第5章设置粘弹性阻尼器结构的优化理论与方法

5．1 粘弹性阻尼器的优化设置原理

5．2 阻尼器的位置优化设计

5．3 仿真分析

5．4 实例分析

5．5 几种优化目标函数的比较

5．6 小结

结论和展望

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间发表的学术论文)

发布时间: 2006-05-10

参考文献

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