【摘要】：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快以及人們生活水平的逐步提高,結(jié)構(gòu)的安全性問(wèn)題越來(lái)越受到各方重視。我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家,建筑結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題一直都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們所面臨的最直接和根本的問(wèn)題。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法是通過(guò)合理地增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面積,改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋率以及提高混凝土的強(qiáng)度,來(lái)達(dá)到預(yù)期的抗震效果。這種方法存在諸多弊端,特別是不能充分地發(fā)揮結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件的延性作用�；诖�,人們提出通過(guò)在結(jié)構(gòu)中安裝耗能減震裝置——阻尼器來(lái)減輕建筑結(jié)構(gòu)的地震作用。本文采用數(shù)值模擬方法,探討了阻尼器在結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化布置及其減震效果分析,為結(jié)構(gòu)減震設(shè)計(jì)提供建議。主要研究了以下幾個(gè)問(wèn)題:1.在減震結(jié)構(gòu)中布置阻尼器,結(jié)構(gòu)層位移、層間位移、樓層剪力會(huì)得到優(yōu)化,,關(guān)于減震結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的時(shí)程分析,首先要明確減震控制結(jié)構(gòu)中阻尼器在其不同樓層處優(yōu)化布置的問(wèn)題。分析研究了結(jié)構(gòu)減震效果和地震作用的影響效應(yīng)。阻尼器的參數(shù)的合理取值的問(wèn)題。提出了阻尼器的最大內(nèi)力與該樓層處結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大剪力比值參數(shù),在已知減震控制結(jié)構(gòu)的樓層剪力時(shí),考慮其在結(jié)構(gòu)構(gòu)件和阻尼器之間的分配問(wèn)題。減震控制結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法也參考了底部剪力法的計(jì)算思路。2.介紹了人工地震波的合成原理以及地震波的頻譜分析的概念。地震波的頻譜有多種主要包括金井譜,峰值譜,概率密度譜,傅里葉譜,功率譜。每個(gè)地震波譜的功能是不同的,它反映了地震波的各種參數(shù)的分布的問(wèn)題。在文章附錄部分,給出了對(duì)應(yīng)的由MATLAB編寫的計(jì)算程序。3.對(duì)幾種阻尼器的特點(diǎn)、原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。在地震作用下,對(duì)無(wú)阻尼器主原結(jié)構(gòu)和附加阻尼器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的受力進(jìn)行了計(jì)算分析,對(duì)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)和應(yīng)用效果進(jìn)行了對(duì)比研究,為選擇合適的阻尼器提出了設(shè)置原則。
【圖文】：

結(jié)構(gòu)仍然處于彈性狀態(tài)。雖然在國(guó)家規(guī)范上并不強(qiáng)行規(guī)定在6度地震抗震設(shè)防區(qū)要考慮地震作用，但是需要滿足抗震構(gòu)造要求。而在高烈度的抗震設(shè)防地震區(qū)建筑是在地震作用下會(huì)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生較大的剪力從而產(chǎn)生破壞（如圖1.1，1.2所示），因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本問(wèn)題就是解決抗震的問(wèn)題。當(dāng)今社會(huì)，人們的審美要觀也不斷發(fā)展變化著，，傳統(tǒng)簡(jiǎn)單而規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)大多是方方正正的盒子式建筑，已經(jīng)不能滿足人們的多元化需求。特別是在規(guī)模較大的城市地區(qū)，建筑反映了一個(gè)城市的文化面貌，好的建筑是一個(gè)地區(qū)的人們標(biāo)志性的精神信仰。為了使建筑外型看起來(lái)更加具有時(shí)代和地域上的風(fēng)格，建筑師們需要設(shè)計(jì)出更多的造型奇特的建筑。這些不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)將會(huì)給抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)許多新的問(wèn)題。比如結(jié)構(gòu)平面因過(guò)于不對(duì)稱而產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，再比如要在結(jié)構(gòu)的某一層抽去一些柱子

的塑性破壞過(guò)程，傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)很可能不滿足延性要求而產(chǎn)生“強(qiáng)梁弱柱”形式的嚴(yán)重破壞導(dǎo)致脆性倒塌，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。這是當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)的難以解決的問(wèn)題。在高烈度的抗震設(shè)防區(qū)，水平地震作用尤其明顯。因?yàn)樗降卣鹱饔脤?dǎo)致柱子的剪力特別大，這樣會(huì)要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將柱子的截面尺寸做得更大。此時(shí)將會(huì)導(dǎo)致柱子的軸壓比較小。因?yàn)榭蚣苤妮S壓比過(guò)小導(dǎo)致其抗剪能力有所降低，導(dǎo)致了建筑材料在使用上的浪費(fèi)。而且當(dāng)柱子的截面過(guò)大時(shí)會(huì)影響建筑功能的使用，不利于建筑空間的利用。如何解決建筑結(jié)果的抗震問(wèn)題就變得非常迫切。阻尼器不僅僅只是應(yīng)用在消能減震結(jié)構(gòu)上，當(dāng)前有許多在地震中有局部損害的房屋，可以通過(guò)在結(jié)構(gòu)中加入阻尼器來(lái)進(jìn)行抗震加固。通過(guò)阻尼器的減震作用來(lái)彌補(bǔ)框架梁，柱等構(gòu)件截面尺寸的不足。傳統(tǒng)的抗震加固方法就是通過(guò)加大構(gòu)件截面以及粘貼扁鋼的方法。這種抗震加固設(shè)計(jì)的方案上從某一定程度上還能節(jié)約加固施工的成本。
【學(xué)位授予單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.1

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本文編號(hào)：2700029