铅挤压阻尼器的研制及结构消能减震相关问题的研究

论文题目: 铅挤压阻尼器的研制及结构消能减震相关问题的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 杨军

导师: 唐家祥,李黎

关键词: 消能,阻尼器,等效阻尼,竖向阻尼,阻尼优化布置

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 消能减振技术的实施方法是把结构物的某些非承重构件设计成消能元件,或在结构物的某些部位装设阻尼器。在强风或强震作用下,这些消能元件或阻尼器首先进入非弹性状态,产生较大的阻尼,大量耗散能量,使主体结构的动力反应减小,有效地减轻结构的变形和损伤。性能优良的阻尼器及理论方法是消能减震技术得以顺利实施的关键。本文总结了近年来国内外学者在消能减震方面的研究成果,研究了铅挤压阻尼器及相关减震理论,具体研究了以下几个方面的内容: 研制了铅挤压阻尼器,阐述了铅挤压阻尼器的构造、组成。分别用解析法和有限元法研究了铅挤压阻尼器的计算方法。介绍了铅挤压阻尼器的试验加载系统,设计了试验加载方案,采用不同控制振幅和控制频率相组合的方式对铅挤压阻尼器进行了详细地试验研究。根据试验测得的数据,计算了不同频率、振幅条件下阻尼器的阻尼比和刚度,分析了频率、振幅对阻尼器参数的影响,得到了铅挤压阻尼器的滞回模型,对比分析了试验研究与理论研究的结果。阐述了铅挤压阻尼器在结构中的安装方式,提出了铅挤压阻尼器与支撑串联时的滞回模型,研究了该滞回模型参数的计算公式; 研究了将铅挤压阻尼装置等效成阻尼比和刚度系数的方法,建立了消能装置的通用等效计算公式; 采用Bouc-Wen 模型将存在折点的滞变模型转化成连续模型; 对比分析了等效模型与精确模型的计算结果。介绍了剪力墙结构的构造特点,分析了剪力墙的力学性能及其在抗震设计中的作用,研究了剪力墙在强震中的振动反应及可能出现的破坏形态。总结了剪力墙结构减震的研究现状,分析了各种减震方法的优势和缺陷。提出了沿竖向开缝、设刚性牛腿,并沿竖向布置阻尼器的新方法。阐述了剪力墙结构的计算理论,分析了竖向阻尼减震剪力墙的受力、变形特征,建立了计算模型,提出了计算方法,推导了竖向阻尼减震体系的运动方程,该方程考虑了楼层水平运动和转动的藕合作用。为对竖向阻尼减震体系的消能效果进行分析,采用离散方法,建立了体系的相对能量平衡方程,推导了各能量项的计算公式。运用算例对竖向阻尼体系在地震激励下的反应进行了计算分析,列举了各楼层的水平位移反应、楼层转角反应、最大水平位移、最大转角位移等,并与未设阻尼器的原结构进行对比分析,沿竖向设置阻尼器可大幅减少结构的各项地震反应; 运用文中建立的公式对结构的地震输入能量和阻尼器消耗的能量进行了分析,结果显示,在竖向减震体系中,阻尼器消耗了绝大部分的地震能量。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 结构控制的概念和方法

1.3 阻尼消能减震的研究状况

1.4 本文研究的主要内容

2 铅挤压阻尼器的理论分析

2.1 铅的特点

2.2 铅挤压阻尼器的变形特点

2.3 解析法计算挤压力

2.4 有限元法计算挤压力

2.5 本章小结

3 铅阻尼器的试验研究

3.1 试验概况

3.2 加载试验结果

3.3 试验结果分析

3.4 理论计算与试验值的比较

3.5 本章小结

4 阻尼消能减振结构的动力分析方法

4.1 概述

4.2 铅挤压阻尼器消能装置的控制力及其等效

4.3 消能减震结构的分析方法

4.4 本章小结

5 剪力墙结构阻尼减振研究

5.1 剪力墙结构的特点及减震设计方法

5.2 剪力墙结构的竖向阻尼减振

5.3 能量平衡方程

5.4 竖向阻尼减振算例分析

5.5 本章小结

6 阻尼器在结构中的优化布置

6.1 前言

6.2 阻尼减振结构的优化方法

6.3 数值计算

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录

附录2 附加阻尼装置的等效阻尼比计算公式

发布时间: 2006-04-05

参考文献

• [1].钢剪切板开孔阻尼器性能分析、试验与优化设计[D]. 张喆.大连理工大学2017
• [2].负刚度减震系统的理论和试验研究[D]. 孙彤.大连理工大学2017
• [3].基于MR阻尼器的半主动结构控制的理论与试验研究[D]. 徐龙河.天津大学2004
• [4].偏心结构利用调液阻尼器减震控制的研究[D]. 霍林生.大连理工大学2006
• [5].独桩平台振动控制研究[D]. 孙树民.华南理工大学2001
• [6].新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究[D]. 李钢.大连理工大学2006
• [7].平面不对称高层建筑结构利用速度型阻尼器减震控制的研究[D]. 吴学淑.同济大学2008
• [8].消能减震结构基于性能的抗震设计理论与方法研究[D]. 李波.西安建筑科技大学2007
• [9].大型磁流变液阻尼器的研究及其工程应用[D]. 杨万庆.武汉理工大学2008
• [10].相邻结构连接阻尼器的减震控制优化研究[D]. 刘绍峰.上海大学2009

相关论文

• [1].消能减震结构理论分析与试验验证及工程应用[D]. 翁大根.同济大学2006
• [2].形状记忆合金阻尼器消能减震结构体系研究[D]. 钱辉.大连理工大学2008
• [3].位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计[D]. 曲激婷.大连理工大学2008
• [4].新型铅阻尼器与预应力装配式框架节点抗震性能研究[D]. 刘猛.北京工业大学2008
• [5].（铅）粘弹性阻尼结构的试验与研究[D]. 徐赵东.西安建筑科技大学2001
• [6].粘滞阻尼减震结构分析方法及设计理论研究[D]. 郑久建.中国建筑科学研究院2003
• [7].偏心结构利用调液阻尼器减震控制的研究[D]. 霍林生.大连理工大学2006
• [8].滑移隔震结构的滑移位移研究[D]. 樊爱武.华中科技大学2005
• [9].新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究[D]. 李钢.大连理工大学2006
• [10].消能减震结构基于性能的抗震设计理论与方法研究[D]. 李波.西安建筑科技大学2007

标签：消能论文;  阻尼器论文;  等效阻尼论文;  竖向阻尼论文;  阻尼优化布置论文;