本文選題：金屬阻尼器 + ANSYS有限元模擬�。� 參考：《蘭州交通大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：在工程結(jié)構(gòu)減振控制領(lǐng)域里，消能減震技術(shù)占有很大比重，是土木工程結(jié)構(gòu)抗震研究的主要方向之一，它已成為世界諸多專家學(xué)者在研究結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)中的熱點(diǎn)問(wèn)題。金屬阻尼器作為消能減震技術(shù)中一類有效的減震裝置，具有取材、制作、安裝簡(jiǎn)便，耐久性高，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。金屬阻尼器能為建筑結(jié)構(gòu)提供附加剛度和附加阻尼，通過(guò)鋼材良好的滯回性能消耗傳入結(jié)構(gòu)的能量，保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的安全。由于其減震效果顯著，因此被用于新建建筑的振動(dòng)控制，也用于舊有建筑的維修加固。在研究的過(guò)程中，筆者做了如下工作： （1）首先本文介紹了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的分類和目前金屬阻尼器在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀討論本文將要研究的內(nèi)容。 （2）以大連理工大學(xué)李宏男教授等人研制的單圓孔鋼阻尼器和雙X型鋼阻尼器為例，對(duì)單片金屬阻尼器的耗能機(jī)理進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，對(duì)其滯回狀況進(jìn)行了研究分析，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。利用ANSYS有限元軟件模擬單圓孔型鋼阻尼器和雙X型鋼阻尼器的擬靜力加載試驗(yàn)，，得到的滯回曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了有限元軟件ANSYS模擬的可靠性，同時(shí)得到這兩種阻尼器都具有較大的初始剛度和良好的耗能能力。分析了裝設(shè)單圓孔型鋼阻尼器的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，并用Combin40單元模擬單片金屬阻尼器，取得良好的模擬效果。 （3）運(yùn)用有限元軟件模擬計(jì)算時(shí)，選用El Centro波和Taft波和一條人工模擬的地震波，對(duì)安裝金屬阻尼器的鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的彈性時(shí)程分析和罕遇地震作用下的彈塑性時(shí)程分析，分析了裝設(shè)金屬阻尼器的高層鋼框架結(jié)構(gòu)的減震性能。研究表明，金屬阻尼器用于建筑結(jié)構(gòu)中，能有效地減弱地震響應(yīng)，明顯削弱結(jié)構(gòu)最大水平位移、最大層間位移角、最大層加速度和最大層剪力等值。 （４）對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的彈性時(shí)程分析和罕遇地震作用下的彈塑性時(shí)程分析，對(duì)比分析了在結(jié)構(gòu)不同位置設(shè)置金屬阻尼器時(shí)的最大層位移、最大層間位移角、最大層速度、最大層加速度等值。討論了其各種情況下的減震效果后，得出結(jié)論，僅需在結(jié)構(gòu)下部75%左右樓層隔層設(shè)置金屬阻尼器就可以在達(dá)到良好減震效果的同時(shí)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[Abstract]:In the field of vibration reduction and control of engineering structures, the energy dissipation and damping technology occupies a large proportion and is one of the main directions in the seismic research of civil engineering structures. It has become a hot issue of many experts and scholars all over the world in the research of structural damping control technology. As a kind of effective shock absorber in energy dissipation technology, metal damper has the advantages of material selection, fabrication, easy installation, high durability and low price. Metal dampers can provide additional stiffness and damping for building structures and consume the energy of incoming structures through good hysteretic performance of steel to protect the safety of building structures. It is used for vibration control of new buildings and maintenance and reinforcement of old buildings. In the course of the research, the author has done the following work: Firstly, the classification of structural vibration control and the development of metal dampers at home and abroad are introduced, and the contents of this paper are discussed. (2) taking the single circular steel damper and double X section steel damper developed by Professor Li Hongnan of Dalian University of Technology as examples, the energy dissipation mechanism of the single metal damper is numerically analyzed, and the hysteresis state of the damper is analyzed. The results are compared with the experimental data. ANSYS finite element software is used to simulate the quasi-static loading test of single circular section steel damper and double X section steel damper. The hysteretic curve obtained is in good agreement with the experimental results. The reliability of the finite element software ANSYS simulation is verified. At the same time, both dampers have high initial stiffness and good energy dissipation ability. The aseismic performance of building structures with steel dampers with single circular holes is analyzed. The Combin40 element is used to simulate monolithic metal dampers and good simulation results are obtained. The El Centro wave and Taft wave and a artificially simulated seismic wave are selected when using the finite element software to simulate the calculation. The elastic time-history analysis of steel frame structures with metal dampers and the elastic-plastic time-history analysis of steel frame structures with metal dampers under rare earthquake are carried out, and the seismic absorption performance of high-rise steel frame structures with metal dampers is analyzed. The results show that the metal dampers can effectively weaken the seismic response and weaken the maximum horizontal displacement, the maximum interstory displacement angle, the maximum story acceleration and the maximum shear force equivalent. 4) the elastic time-history analysis of steel frame structure under frequent earthquake and the elastic-plastic time-history analysis under rare earthquake are carried out, and the maximum layer displacement and the maximum interstory displacement angle are compared when metal dampers are installed in different positions of the structure. Maximum layer velocity, maximum layer acceleration equivalent. After discussing the effect of seismic absorption under various conditions, it is concluded that only 75% of the lower floors of the structure should be equipped with metal dampers, which can achieve good shock absorption effect and obtain better economic benefits at the same time.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU973.31;TU973.15

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本文編號(hào)：1871417