设置软钢阻尼器的钢框架消能减震性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:c1133186
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本研究针对设置软钢阻尼器中高层钢框架的消能减震性能,以设计的两个钢框架模型为基础,将其简化为质点系模型,利用Fortran语言编制了非线性时程分析法程序,通过调整阻尼器的参数(位置、数量、型号)和结构楼层的屈服位移,对大量的消能减震体系进行了非线性时程分析。主要内容如下: 1.固定结构模型,改变阻尼器的参数,研究了多种消能减震体系在不同输入地震动作用下的非线性动力特性,包括层间最大位移角、最大位移、最大速度、最大加速度随楼层的变化规律,同时分析了阻尼器设置数量与消能减震体系的塑性滞回耗能、输入能的关系。主要结论有:①层间最大位移角和最大位移随着阻尼器数量的增多而减小,最大加速度同时受输入地震动的影响;②层间最大位移角的减震效果好于最大位移的减震效果,这一特性并不依赖于具体的输入地震波,最大速度、层间最大剪力的减震效果依赖具体的输入地震波;③消能减震体系的输入能量和塑性能幅值关系强烈依赖于具体的输入地震波;④消能减震体系的幅值关系与具体的输入地震波无关,其值随着阻尼器数量的增加而递增,并且最终会稳定在一个上限值;⑤相邻无控楼层的层间最大位移角随着阻尼器数量的增多而放大;⑥设置阻尼器后,塑性滞回耗能由结构的薄弱楼层向有控楼层转移,且大部分能量由阻尼器耗散。 2. 引入阻尼器等效刚度的概念,将两个不同的结构模型联系起来。在定义了动力响应值减震率的基础上,考察了层层设置阻尼器时,动力响应值减震率同阻尼器等效刚度、原结构楼层初期刚度比值的关系,给出了相关的近似公式。结果表明:当阻尼器的附加刚度使结构楼层保持在弹性状态左右时,用该方法分析不同结构模型层间最大位移角减震效果的离散程度较小,即不同结构模型的 曲线很接近,可以用一条均值曲线去近似。 3. 将楼层剪力和阻尼器剪力分开研究。考察了局部设置阻尼器时,多种工况下,不同动力响应值减震效果的变化规律及其影响因素,特别研究了设置阻尼器前后结构楼层剪力的减震效果;讨论了层层设置阻尼器时,楼层塑性滞回耗能和阻尼器塑性滞回耗能与阻尼器设置数量之间的一些特性,用能量平衡的观点解释了软钢阻尼器的耗能减震机理。结果表明:①层层设置阻尼器时,阻尼器数量越多,同一楼层处的 值越大,即由楼层承受的剪力越少,减震效果越明显;②局部楼层设置阻尼器时,阻尼器数量越多,无控楼层的 一般会越小,即无控楼层的最大剪力一般会增大,表明阻尼器过大的附加刚度会造成无控楼层剪力的增加;③无控楼层的剪力和未设置阻尼器的原结构相比,多数楼层放大;④当阻尼器为结构提供的附加刚度使楼层保持在弹性状态时,层间最大位移角和楼层最大剪力的减震率曲线很接近;⑤层层设置阻尼器时,阻尼器数量越多,楼层所消耗的塑性滞回耗能越少,阻尼器的塑性滞回耗能随之增多,但并不等比例递增,而是递增的幅度在不断降低。 4.在现有结构模型的基础上,通过调整结构楼层的屈服位移,固定阻尼器的设置数量和位置(层层设置),研究了阻尼器和楼层的屈服位移比与动力响应值之间的变化规律。结果表明:①绝大多数楼层的层间最大位移角随 值的增大而减少;② 值减小时,各个楼层阻尼器的最大剪力 相差越来越小;③ 一定时,值和输入地震动对最大位移均有影响;④ 一定时,值越大,最大速度越小;⑤ 值一定时,越大,最大速度越大;⑥ 一定的情况下,值越小,越大,越小,即阻尼器的塑性滞回耗能越多,楼层的塑性滞回耗能越少。 5.最后,本研究运用平面杆系模型的非线性时程分析结果,和质点系模型做了对比,研究了不同模型之间计算结果的异同点,验证了自编程序的正确性,初步分析了相关的原因:①分析模型精确程度;②侧向力分布模式:③编程思路;④恢复力模型、积分步长 以及输入地震动等因素。
其他文献
水源污染致使水中含有多种有机污染物,它们对人体健康和水环境质量构成了严重威胁。人们对水质要求的提高与水体恶化之间的矛盾越来越突出,必须采用适当的水处理工艺将这些有机
近年来,地震频繁发生,它严重地危害着人民的生命和财产的安全。大跨度空间结构由于其跨度大,基底延伸长,在地震作用下各地面支座不同步运动,需要考虑地震激励的空间变化效应
我国众多地区混凝土结构工程都面临着严重的氯盐侵蚀问题,采用电化学除氯技术可以在无需破坏原混凝土结构保护层的条件下,使侵入混凝土的氯盐排出,同时又能使已经活化并开始锈蚀
学位
学位
随着我国交通航运事业的发展,内河航道通航等级的提高,对于跨越通航河流的桥梁常常要求增大跨径乃至一跨过河;但一般农桥所在的地方道路公路等级低,只需要设计较窄的桥面,这样就出
学位
在高速公路路基施工中,经常会穿越一些工程地质条件不良的软土地带,其压缩性高,沉降量大,排水固结特性差。若不经处理或处理不当,会引起道路质量降低甚至破坏。随着我国公路
挡土墙极限土压力问题属于第一类极限平衡问题。经典的朗肯和库仑土压力理论都是建立在极限平衡理论的基础上的。它们对于简单的应力和速度边界情况是适用的。而对于不连续速
学位