本文關(guān)鍵詞： 框架-核心筒結(jié)構(gòu) 耗能減震層 伸臂 懸臂肘節(jié)型 減震機(jī)理 抗震設(shè)計　出處：《廣州大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：“帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)體系”是把耗能減震技術(shù)引入到加強層高層結(jié)構(gòu)中，將加強層伸臂桁架和環(huán)帶桁架中的普通支撐用耗能支撐代替，形成耗能減震層。本文在“體系設(shè)計”、“需求分析”和“構(gòu)件設(shè)計”等三個層面上對帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)體系的分析與設(shè)計方法進(jìn)行了研究，主要研究工作和成果如下： 1.對5個高阻尼黏彈性阻尼器進(jìn)行了不同應(yīng)變幅值、加載頻率下的力學(xué)性能試驗、疲勞性能試驗和老化性能試驗，試驗結(jié)果表明：高阻尼黏彈性阻尼器的滯回曲線飽滿，具有良好的變形性能和耗能能力；力學(xué)性能與應(yīng)變幅值的相關(guān)性明顯，與加載頻率的相關(guān)性較��；具有較好的抗疲勞性能和抗老化性能。提出一種五單元模型，并采用該模型和Bouc-Wen模型分別對阻尼器的滯回性能進(jìn)行模擬，研究結(jié)果表明：該二種模型能較好地表征高阻尼黏彈性阻尼器的滯回性能。 2.將帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)簡化為帶轉(zhuǎn)動彈簧的懸臂梁模型，構(gòu)造Heaviside函數(shù)描述減震層所在位置上下部分的振型函數(shù)，求解模型的總體偏微分振動方程，采用MATLAB語言編制程序，研究了結(jié)構(gòu)模型的動力反應(yīng)規(guī)律。分析結(jié)果表明，提出的簡化計算模型能夠較好地模擬帶耗能減震層結(jié)構(gòu)的受力和變形性能，利用振動方程的顯式表達(dá)式揭示了帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)的減震機(jī)理。 3.推導(dǎo)帶減震層伸臂框架-核心筒高層結(jié)構(gòu)頂層位移的簡化計算公式，結(jié)合ETABS有限元程序，研究了地震作用下帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)的剛度比和阻尼力比的變化規(guī)律。分析結(jié)果表明，采用剛度比特征參數(shù)i、g、p對結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度進(jìn)行優(yōu)化是合理可行的，伸臂剪切剛度比g的取值宜控制在0.9～3.5區(qū)段之間；減震層阻尼力比的取值不應(yīng)超過1.0。 4.對不同構(gòu)造、不同組合減震層伸臂和環(huán)帶高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析，研究了不同構(gòu)造、不同組合減震層的減震控制效果和耗能效率。分析結(jié)果表明，設(shè)置減震層伸臂對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的的減震控制效果較好，設(shè)置減震層環(huán)帶對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的控制效果一般不超過減震層伸臂控制效果的25%。當(dāng)在減震層伸臂和環(huán)帶中設(shè)置屈曲約束支撐和黏彈性阻尼器時，宜采用雙斜撐型構(gòu)造；當(dāng)在減震層伸臂和環(huán)帶中設(shè)置黏滯阻尼器時，宜采用雙斜撐型和剪切連接型構(gòu)造。不同組合減震層對結(jié)構(gòu)變形的控制效果相差較小，當(dāng)采用黏滯減震層和黏彈性減震層進(jìn)行優(yōu)化組合時，對結(jié)構(gòu)基底剪力的減震控制效果較好。 5.提出懸臂肘節(jié)型黏滯減震層，采用ETABS和PERFORM-3D有限元程序?qū)ζ錅p震控制效果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：帶懸臂肘節(jié)型黏滯減震層高層結(jié)構(gòu)具有很好的減震效果；懸臂肘節(jié)型黏滯阻尼器消能系統(tǒng)能充分利用高層結(jié)構(gòu)的彎曲變形和層間剪切變形增大阻尼器的輸出位移，阻尼器名義位移放大系數(shù)可達(dá)3~5倍；與雙斜撐型黏滯減震層相比，懸臂肘節(jié)型黏滯減震層中黏滯阻尼器的耗能效率更高。 6.對帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種減震方案下的非線性動力時程反應(yīng)分析，研究了結(jié)構(gòu)的頂層位移、基底剪力、減震層中阻尼力與主體結(jié)構(gòu)層間剪力分配關(guān)系的變化規(guī)律，采用積算公式和減震層阻尼力比公式對減震層的位置、數(shù)量和阻尼器的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。分析結(jié)果表明，可采用積算公式對減震層布置位置和數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化；當(dāng)多道黏滯減震層的位置確定后，可采用減震層阻尼力比公式對各減震層的黏滯阻尼器參數(shù)進(jìn)行快速估計和優(yōu)化；給出的帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)的實用設(shè)計方法有效、實用。 7.采用PERFORM-3D有限元程序?qū)Ш哪軠p震層高層結(jié)構(gòu)的受力和變形進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了減震層伸臂處剪力墻受力層間位移角的計算公式，采用結(jié)構(gòu)層間位移角和底部加強區(qū)、伸臂層處剪力墻的受力層間位移角作為性能指標(biāo)控制帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)的變形，給出其性能指標(biāo)限值和目標(biāo)抗側(cè)率的確定方法。研究結(jié)果表明：給出的帶耗能減震層高層結(jié)構(gòu)目標(biāo)抗側(cè)率的確定方法有效、可行。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU973.31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1508354