消能减震结构理论分析与试验验证及工程应用

论文摘要

本文对装有阻尼器的耗能结构的力学分析、工程设计进行了较为系统的讨论，提出了基于性能／需求的分析方法及准则。为了直观了解消能技术减震的有效性，还对装有阻尼器的模型结构进行了模拟地震作用的振动台试验。最后结合一个实际的纲结构工程，就消能减震结构基于性能的抗震设计分析过程进行了详细介绍。第二章就消能减震结构性能参数“层间阻尼力大小与耗能支撑刚度”的合理设置进行了理论分析，提出了该性能参数的合理取值范围。消能减震结构性能的预估计与性能参数优化设置是该类结构抗震性能合理、优效的关键。第三章基于简单的层串模型概念，给出了该类结构性能参数快速估计及性能优化设计思想和分析过程。为了深入了解消能减震结构抗震性能的特点，第四章设计了两个4层单跨单开间钢筋混凝土模型框架，其中一个增设了阻尼器(简称有控结构)，同时置于振动台上进行模拟地震作用试验。试验结果表明：预估的附加阻尼比与实测的阻尼比基本一致，约为22～25％。有控结构与无控结构相比，各层加速度平均减小了30％～40％，各层地震峰值位移平均减小了57％～80％，各层层间剪力减少了8％～61％。在破坏阶段层间位移相近情况下，有控结构承受的台面激励峰值加速度约为无控结构的3倍。有控结构的动力形态呈现出高阻尼特性，微幅振动下高阶振型不易被激发。第五章对一个多层钢结构办公楼采用粘滞阻尼器消能支撑的抗震分析作了详细讨论，就本文提出的基于性能／需求的消能减震结构设计思想进行了可能性试设计实践，整个的分析过程对该类工程的设计具有实用参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言（选题思想）
• 1.2 消能减震装置的分类及其力学性能简述
• 1.3 消能减震结构的应用情况简述
• 1.4 消能减震结构设计标准（导则）的发展情况简述
• 1.5 本文打算要做的工作
• 参考文献
• 第2章 消能减震结构设计参数确定
• 2.1 引言
• 2.2 抗震设计规范对消能部件参数的设计规定及其讨论
• 2.3 消能部件参数设计的能量分析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第3章 基于性能／需求的消能减震结构分析方法
• 3.1 引言
• 3.2 各种阻尼器的力学模型
• 3.3 目前已有消能减震结构在震作用下的分析方法简介
• 3.4 基于性能／需求的消能减震结构分析方法
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第4章 消能减震结构振动台试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 国内外有关消能减震结构试验的文献概述
• 4.3 试验模型的工程背景
• 4.4 试验设计概况
• 4.5 试验结果分析
• 4.6 模型结构响应的理论计算分析
• 4.7 本章小结
• 参考文献
• 第5章 消能减震结构工程应用
• 5.1 引言
• 5.2 工程概况
• 5.3 结构的动力性能分析
• 5.4 阻尼器数量及性能参数选取
• 5.5 结构抗震性能分析
• 5.6 消能结构参数设计讨论
• 5.7 阻尼器性能试验
• 5.8 层串简化模型与杆系模型计算比较
• 5.9 性能曲线讨论
• 5.10 本章小结
• 参考文献
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果