結(jié)構(gòu)被動控制因其不需要外部能源供給,且控制效果明顯而被廣泛的應(yīng)用在各種類型建筑結(jié)構(gòu)中。非線性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)減震裝置能夠有效吸收地震能量達到減震效果,降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)節(jié)點是結(jié)構(gòu)關(guān)鍵傳力部位,對結(jié)構(gòu)抗震性能具有很大的影響。因此,對安裝NES層間減震裝置的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點動力特性研究具有重要的理論研究意義。本文進行了如下研究:(1)根據(jù)地震一致模擬相似率設(shè)計一個1:4的縮尺模型,進行了材料性能試驗并完成該模型的施工;設(shè)計出一種NES減震裝置,并對該減震裝置進行了自振頻率測試,測定該減震裝置的自振頻率范圍。(2)將NES減震裝置安裝在五層鋼筋混凝土框架模型上并進行振動臺試驗,研究減震裝置對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的減震效果。發(fā)現(xiàn)隨著地震強度等級增大,結(jié)構(gòu)自振頻率逐漸降低,NES減震RC框架結(jié)構(gòu)自振頻率下降速度要低于普通框架結(jié)構(gòu)的自振頻率下降速度,表明NES減震裝置能夠有效提高RC框架結(jié)構(gòu)抗震能力。通過對該框架一層節(jié)點處地震反應(yīng)、節(jié)點的破壞模式以及結(jié)構(gòu)自振頻率進行研究分析,減震裝置能夠明顯減少結(jié)構(gòu)節(jié)點處梁柱縱筋應(yīng)力、混凝土應(yīng)力以及節(jié)點處剪力。節(jié)點處先后出現(xiàn)梁端塑性鉸破壞和節(jié)點內(nèi)剪切破壞,實現(xiàn)了框架結(jié)構(gòu)“強柱弱梁”和“強節(jié)點、弱構(gòu)件”的設(shè)計目標,有效保護節(jié)點。在地震作用下,節(jié)點處混凝土有拉壓應(yīng)變不對稱分布情況,主要表現(xiàn)為壓力,證明了節(jié)點處混凝土受力存在“斜壓桿機制”。(3)將NES減震裝置布置在不同層高,考察減震裝置高度對結(jié)構(gòu)節(jié)點動力性能的影響。通過分析節(jié)點處受力,在相同地震波作用下,減震裝置放置層高越高,對節(jié)點的減震效果越好。(4)利用ABAQUS有限元模擬軟件,按照試驗?zāi)Ｐ偷膮?shù)設(shè)置,模擬試驗工況下層間NES減震裝置對節(jié)點的減震控制效果,驗證有限元模型的可靠性。有限元分析結(jié)果表明:在地震等級較小的情況下,ABAQUS軟件模擬與實際試驗結(jié)果吻合度較好,有限元分析具有一定的準確性;隨著地震等級的增大,結(jié)構(gòu)損傷不斷加劇,結(jié)構(gòu)處于塑性階段,節(jié)點處受力模擬與真實試驗結(jié)果會產(chǎn)生一定偏差。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU375.4
【部分圖文】：

１．１研究背景??地震是人類面臨的自然災(zāi)害之一，往往會造成很大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。地震會??造成地面破壞、建筑物的損壞甚至倒塌以及山體滑坡等直接災(zāi)害，同時也會造成一些次??生災(zāi)害，比如火災(zāi)、水災(zāi)以及核燃料泄露等。以目前科技水平來看，未來相當(dāng)長的時間??中，預(yù)測地震的發(fā)生仍是世界性難題。提高建筑物的抗震能力，對于減少地震中的損失??具有重要作用。地震動對建筑結(jié)構(gòu)的作用過程實際上就是地震動傳入建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)通??過自身的變形及彈塑性變形來消耗地震能量的過程。一般地震會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生屈服，??因此在抗震設(shè)計中將一部分構(gòu)件屈服，提高構(gòu)件的延性和耗能能力。??我國的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)屬于抗彎框架，此類框架結(jié)構(gòu)在地震中受損普??遍，震害多表現(xiàn)為填充墻和框架柱端破壞，在高烈度區(qū)有倒塌現(xiàn)象［１１梁、柱是ＲＣ框架??結(jié)構(gòu)重要的構(gòu)件，梁柱節(jié)點主要是指梁柱節(jié)點核心區(qū)及節(jié)點處鄰近的框架梁端和柱端，??是梁柱傳力關(guān)鍵部位，承受梁柱傳來的彎矩、剪力和軸力，起著傳遞、分配內(nèi)力的重要??作用。在混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，梁柱節(jié)點抗震設(shè)計就是要保證梁柱節(jié)點核心區(qū)具??有足夠的承載能力和一定的延性。多次震害調(diào)查可以看出［２－３］：地震會造成框架結(jié)構(gòu)的節(jié)??點處柱端和核心區(qū)的嚴重破壞，從而引起結(jié)構(gòu)倒塌，因此節(jié)點的抗震性能對結(jié)構(gòu)整體的??

—Ｅ?３?—?ｆ?３?＾３—Ｓ?ｇ??〇？??＼〇?ＶＯ??０—１￣ＥＢ?Ｅ３?Ｅ］?（ｇ）????６６００??４８００??：二?１１４Ｑ０?＇：??？?？?？??圖２－１原型結(jié)構(gòu)平面圖??模型設(shè)計??配筋及平立面設(shè)計??慮振動臺的承載能力、尺寸以及吊裝能力等因素后，將模型的縮尺比微�；炷�、鋼筋和鍍鋅鐵絲制成。模型配筋設(shè)計基本原則：根據(jù)抗截面承載能力進行模擬；根據(jù)抗剪能力等效原則，對斜截面承載能力（ｐ?？?？??

?？?？??圖２－１原型結(jié)構(gòu)平面圖??２．３試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計??２．３．１模型配筋及平立面設(shè)計??綜合考慮振動臺的承載能力、尺寸以及吊裝能力等因素后，將模型的縮尺比例定為??丨：４，選用微�；炷�、鋼筋和鍍鋅鐵絲制成。模型配筋設(shè)計基本原則：根據(jù)抗彎能力??等效來對正截面承載能力進行模擬；根據(jù)抗剪能力等效原則，對斜截面承載能力進行模??擬［４９】。??（ｐ?？?？???２８５０＿?＾??厶卜?１６５０?，?１２００??ｚ?ｊ??（Ｂ＾－Ａｂ??Ｅ３＾ＨＤ??Ｚ－ｌ??１?１??Ｚ－ｌ??ｚ：ｌ，?一―??１６５０??１２００????２８５０???？?（２）?？??圖２－２模型結(jié)構(gòu)平面圖??廣?Ｍ?２４＞６?ｊ??／?７￣?４ｒ－Ｖ－Ｉ?／
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳玲俐;于潔;王建;;鋼筋混凝土框架節(jié)點破壞模式影響因素分析及分化參數(shù)研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2012年07期

2 沈德建;呂西林;;模型試驗的微�；炷亮W(xué)性能試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2010年10期

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1 姜柯亦;梁柱節(jié)點的能量耗散系數(shù)對低層框架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響[D];湖南大學(xué);2018年

本文編號：2872174