【摘要】：結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)具有降低結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和耗散能量的優(yōu)點(diǎn),所以越來越多的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。黏滯阻尼器為結(jié)構(gòu)提供阻尼但其造價(jià)較高;黏彈性阻尼器可為結(jié)構(gòu)提供阻尼且造價(jià)較低,增加結(jié)構(gòu)剛度從而改變自振頻率。本文結(jié)合黏滯阻尼器和黏彈性阻尼器各自互補(bǔ)的特點(diǎn),通過設(shè)計(jì)合理的附設(shè)阻尼器的方案,可以得到其較好的減震效果,所以本文針對(duì)黏滯阻尼器和黏彈性阻尼器混合布置于結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)附加阻尼器減震層的RC框架結(jié)構(gòu)的最大層位移角和基底剪力與阻尼器的參數(shù)關(guān)系進(jìn)行研究分析,采用積算公式可得在單獨(dú)布置減震層與布置多道減震層的偏差并可預(yù)測(cè)減震層的層數(shù),通過對(duì)阻尼器單道減震層布置的多個(gè)方案進(jìn)行非線性時(shí)程分析,結(jié)果表明:隨著阻尼器參數(shù)(阻尼器系數(shù)和阻尼器指數(shù))越大則減震效果越好,但當(dāng)參數(shù)增加到一定程度減震效果越來越不明顯且減震結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性降低;黏滯阻尼器減震層布置在結(jié)構(gòu)低層位置及中部時(shí)對(duì)層間位移角減少效果較好,當(dāng)黏彈性阻尼器減震層布置在結(jié)構(gòu)低層位置及結(jié)構(gòu)上部減震效果較好。(2)通過對(duì)RC框架結(jié)構(gòu)同時(shí)附設(shè)黏滯阻尼器減震層和黏彈性阻尼器減震層,得到1 1種混合減震布置方案,地震反應(yīng)分析結(jié)果表明:在進(jìn)行混合減震層布置時(shí),結(jié)構(gòu)上部的布置黏彈性阻尼器減震層,在結(jié)構(gòu)中部及下部布置黏滯流體阻尼器減震層其減震效果比其他方案較好。(3)通過對(duì)一個(gè)9層RC框架結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例進(jìn)行混合減震優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)減震層阻尼比公式對(duì)各減震層的阻尼器參數(shù)進(jìn)行估算,結(jié)果表明:2層和3層布置黏滯阻尼器,在6層和7層設(shè)置黏彈性阻尼器,位移角降低了 40%。該減震方案可達(dá)到減震目標(biāo),為以后的工程實(shí)例提供指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375.4;TU352.1
【圖文】：

58% 1 。1964 年在阿拉斯加發(fā)生的里氏 9.2 級(jí)地震造成了 215 幢居民樓和 157 幢商業(yè)樓損毀特別是高層建筑和占地面積較大的建筑物，而因阿拉斯加的人口密度較小，則其造成的人員傷亡較少；在 1995 年日本阪神爆發(fā)的里氏 7.2 級(jí)地震，導(dǎo)致神戶市發(fā)生墻體斷裂通訊及電路遭到破壞因此造成嚴(yán)重的火災(zāi)，且多達(dá) 5 萬幢房屋倒塌 14 萬座房屋受到嚴(yán)重破壞而需維修，這直接導(dǎo)致 30 多萬人無家可歸，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)千億美元；在印尼 2004年發(fā)生了 8.8 級(jí)地震，這導(dǎo)致了 23 萬人受傷或是死亡，50 萬人流離失所；而在 2008年的中國汶川發(fā)生的 7.9 級(jí)地震，造成了 8 萬人死亡和約 8000 人受傷；尼泊爾在 2015 年發(fā)生了里氏 8.1 級(jí)地震，此次地震導(dǎo)致了 8786 人死亡及超過 2 萬人受傷，而且此次地震波及中國西藏、不丹等周圍接壤的國家，對(duì)當(dāng)?shù)氐臍v史文化古跡造成了嚴(yán)重的破壞，更是導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)損失超過 50 億美元。在這些地震發(fā)生后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，人員傷亡大多是由于建筑物的倒塌，材料的墜落砸死或壓傷。所以要增加結(jié)構(gòu)的抗震性能是減少人員傷亡最基本的措施。如圖 1.1 和圖 1.2 所示為 5.12 汶川和尼泊爾地震時(shí)破壞的建筑。

圖 1.2 尼泊爾地震被破壞的建筑然而，長期以來建筑工程一直以傳統(tǒng)方式來抵抗地震作用，如增加結(jié)構(gòu)的剛度、提高抗震承載力、改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布及增大結(jié)構(gòu)剛度等。傳統(tǒng)的抗震方式主要是為了使結(jié)構(gòu)在不可預(yù)測(cè)的強(qiáng)震作用下，使主體部位不發(fā)生嚴(yán)重的破壞甚至倒塌，而將地震能量作用于次要部位使其發(fā)生塑性變形，利用次要部位的延性來耗散地震的能量[2]。增大結(jié)構(gòu)截面不僅增加了剛度對(duì)抗震不利，會(huì)使結(jié)構(gòu)增加地震作用。以此增加了結(jié)構(gòu)的造價(jià)，這就是所謂的“硬抗”[3]。傳統(tǒng)抗震雖然使建筑物在大震中免于倒塌，并在地震中極大的保障了人民的生命安全，但同時(shí)也有許多不足之處，如不能有效控制結(jié)構(gòu)在大震下造成建筑物的破壞程度和經(jīng)濟(jì)損失。由于地震有較大的隨機(jī)性以及結(jié)構(gòu)本身抗震設(shè)計(jì)計(jì)算的誤差，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下難以確保結(jié)構(gòu)的安全性。經(jīng)過長期探索，一種結(jié)構(gòu)減震控制的抗震技術(shù)被提出來，相比于傳統(tǒng)抗震，減震控制結(jié)構(gòu)具有降低地震作用，消耗地震能量，以及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)點(diǎn)[4]。

圖 1.3 結(jié)構(gòu)減震控制分類一般是將消能減震構(gòu)件布置在原結(jié)構(gòu)中層間變形較大的位置，通過消能減震消耗、吸收地震輸入的能量，使結(jié)構(gòu)本身及位于建筑內(nèi)的裝修、家具、儀器設(shè)或者能夠正常使用。一般來說，在結(jié)構(gòu)中設(shè)置減震裝置后，由結(jié)構(gòu)主體和減震承擔(dān)地震作用，能減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，使之在外界的地震作用或風(fēng)的作用下項(xiàng)的反應(yīng)值在規(guī)范值范圍內(nèi)。被動(dòng)消能減震技術(shù)主要是在建筑中安裝滯回曲線飽滿的消能構(gòu)件，和原有的構(gòu)成新的整體以抵抗地震的作用，而消能部件作為原結(jié)構(gòu)的一個(gè)子結(jié)構(gòu)。在消構(gòu)中，主要是利用消能結(jié)構(gòu)來耗散地震輸入的能量，使建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震，直接減少了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，從而保證主體結(jié)構(gòu)在地震作用下免受影響。被動(dòng)控制減震技術(shù)適用于抗震設(shè)防地區(qū)和對(duì)抗震設(shè)防有特殊要求的既有建筑固或者是新建建筑；特別是適用于高層結(jié)構(gòu)和超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，也用于其他動(dòng)荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)。.2 消能減震技術(shù)特點(diǎn)及原理

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本文編號(hào)：2782959