高层剪力墙住宅结构减震控制及颗粒阻尼技术研究

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消能减振技术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。目前,消能减震技术已在工业厂房、公共建筑以及桥梁工程等土木工程中得到广泛的应用,但在住宅结构中尚未见到相关的应用报道。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,以某高层剪力墙住宅结构为例,研究了铅剪切阻尼器在住宅结构中的应用问题;此外,本文还通过振动台试验,初步研究了颗粒阻尼技术及其应用于建筑物减振控制的可行性。 首先,在已有的铅剪切阻尼器基础上,研制了新型铅剪切阻尼器。阐述了新型铅剪切阻尼器的构造、组成,以及工作原理。采用大型有限元软件ANSYS对该铅剪切阻尼器的进行了模拟,结果表明该阻尼器性能良好; 其次,以一座高层剪力墙住宅结构为例,通过设置铅剪切阻尼器前后的地震反应对比,探讨了在高层剪力墙住宅结构中设置铅阻尼器的原则和方法,并采用软件MIDAS/GEN对某安装铅剪切阻尼器的高层剪力墙住宅进行了弹塑性分析,验证了铅剪切阻尼器的优良减震性能,为铅剪切阻尼器在高层住宅结构中的应用开拓了新的思路; 最后,对颗粒阻尼技术进行了初步研究,探讨了颗粒阻尼技术在建筑物中可能的应用位置,并通过地震动激励下的振动台试验,对其振动控制效果和机理进行了初步探索。研究结果表明,颗粒阻尼技术对建筑物的大震反应具有良好的抑制效果。
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