發(fā)布時間：2021-01-20 21:12

　　隨著世界經(jīng)濟的騰飛,各大城市用地趨于緊張,高層及超高層建筑在此環(huán)境下進入了蓬勃發(fā)展的時期,其中伸臂體系因其眾多優(yōu)點得到了廣泛應用。然而傳統(tǒng)伸臂體系僅通過加強層（伸臂）來增加結(jié)構(gòu)體系剛度,以達到提高抗側(cè)移能力的目的,并不能有效地改善地震作用下的結(jié)構(gòu)安全問題。因此,近年來,消能伸臂體系得以提出,并得到了廣大研究人員的認可。為完善消能伸臂體系的減震分析理論,本文主要從模型簡化分析、參數(shù)優(yōu)化、隨機動力系統(tǒng)分析、功率流分析以及新型減震裝置研究等問題入手,對其進行了詳細的探討,主要研究工作和成果如下:對比了分析分布參數(shù)體系的Laplace變換及逆變換法、數(shù)值裝配法、有限元法,并以框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為例推導了該分布參數(shù)體系關(guān)于分布質(zhì)量和分布剛度的正交條件;以有限元法計算值為基準論證了前兩種方法的正確性。研究結(jié)果表明:Laplace變換及逆變換法和數(shù)值裝配法所得的低階頻率誤差較小,地震響應計算結(jié)果可接受,而兩者主要區(qū)別在于頻率方程的求解過程。利用數(shù)值裝配法推導了懸臂梁體系、傳統(tǒng)伸臂體系和消能伸臂體系的動力特性方程并研究了外柱剛度比、伸臂阻尼系數(shù)、伸臂位置及伸臂數(shù)目等參數(shù)對動力特性的影響。研究結(jié)果表明:數(shù)... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：234 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

地震災害Fig1-1Earthquakedisaster

在高層、超高層結(jié)構(gòu)的發(fā)展中，出現(xiàn)了各種各樣新型的、復雜的建筑結(jié)構(gòu)形式，比如巨型結(jié)構(gòu)體系[8]、框架-核心筒體系、帶加強層框架-核心筒體系[9]等。起初，框架-筒體結(jié)構(gòu)體系備受關(guān)注，然而在側(cè)向荷載作用時，其側(cè)移和核心筒底部彎矩過大，設(shè)計人員不得不考慮增加核心筒壁厚及框架截面尺寸，這使得該體系的經(jīng)濟性大打折扣。為緩解這個問題，Barkachi[10]最早提出采用加強層來提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的概念，并在 1962 年運用到加拿大蒙特利爾的 47 層大樓上。這結(jié)構(gòu)體系即是帶加強層的框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，在本文中，將其統(tǒng)稱為伸臂體系，其中未安裝消能裝置或其他控制裝置體系稱為傳統(tǒng)伸臂體系。該結(jié)構(gòu)體系由于伸臂的作用，在減小結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形方面表現(xiàn)突出[11][12]，其主要工作機理：當體系受到側(cè)向荷載作用時，核心筒主要承擔側(cè)向荷載，此時核心筒的變形以彎曲為主，而這種彎曲變形將導致各伸臂產(chǎn)生轉(zhuǎn)動；由于伸臂的轉(zhuǎn)動將引起兩側(cè)外柱的拉伸和壓縮（對于動荷載則交替進行），而伸臂受到外柱的牽制，將對核心筒產(chǎn)生抵抗彎矩作用，最終該結(jié)構(gòu)體系在各構(gòu)件的相互配合下共同抑制結(jié)構(gòu)側(cè)向荷載作用，從而減小結(jié)構(gòu)變形。

圖 1-4 結(jié)構(gòu)振動控制分類Fig1-4 The classification of structural vibration control制制作為一種不需要外部輸入能量的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，以其構(gòu)價低廉等優(yōu)點引起了廣泛關(guān)注，而且這種控制技術(shù)相對成較多的應用。該控制策略主要分為隔震、消能減振以及質(zhì)[68]。指在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間或者上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間能量向上輸入，同時消耗部分能量，最終達到減小結(jié)構(gòu)振置須具備三個特性：（1）具有較大的變形能力；（2）有一3）可以提供較大阻尼以及具備較大耗能能力。目前，該[69-73]，而且在實際工程中也接受了考驗，如 1994 年美國995 日本兵庫縣阪神 7.2 級地震中，洛杉磯南加州大學的est 大廈的隔震性能均表現(xiàn)良好；又如 2013 年發(fā)生在四川

【參考文獻】：
期刊論文
[1]消能減震伸臂桁架在超高層結(jié)構(gòu)中的風振控制研究[J]. 魯正,何向東,呂西林.  結(jié)構(gòu)工程師. 2017(02)
[2]混合控制消能減震伸臂桁架上海中心抗震性能研究[J]. 周穎,李宏描,邢麗麗.  振動與沖擊. 2016(21)
[3]黏滯阻尼伸臂桁架在超高層結(jié)構(gòu)中的應用研究[J]. 丁潔民,王世玉,吳宏磊.  建筑結(jié)構(gòu)學報. 2016(S1)
[4]帶耗能減震層框架-核心筒結(jié)構(gòu)的簡化模型與減震機理研究[J]. 周云,林紹明.  工程力學. 2016(02)
[5]普通伸臂桁架與屈曲約束支撐型伸臂桁架最優(yōu)布置方案分析[J]. 邢麗麗,周穎.  建筑結(jié)構(gòu)學報. 2015(12)
[6]含集中參數(shù)彈性梁振動特性解析與實驗識別[J]. 王壯,洪明,許俊臣,崔洪宇.  振動.測試與診斷. 2015(04)
[7]某帶消能伸臂桁架超高層結(jié)構(gòu)抗震性能分析[J]. 高偉,吳曉涵.  結(jié)構(gòu)工程師. 2015(03)
[8]高層框架-剪力墻隔震結(jié)構(gòu)地震響應研究[J]. 劉彥輝,譚平,周福霖,杜永峰,閆維明.  工程力學. 2015(03)
[9]帶消能伸臂桁架超限框筒結(jié)構(gòu)在長周期地震動作用下的反應分析[J]. 韓建平,孟巖.  世界地震工程. 2014(03)
[10]Dynamic characteristics of a novel damped outrigger system[J]. Tan Ping,Fang Chuangjie,Zhou Fulin.  Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(02)

博士論文
[1]加強層對高層框—筒結(jié)構(gòu)力學行為的影響研究[D]. 張杰.華中科技大學 2007
[2]帶轉(zhuǎn)換層型鋼混凝土框架—核心筒混合結(jié)構(gòu)試驗與設(shè)計研究[D]. 薛彥濤.中國建筑科學研究院 2007
[3]隨機結(jié)構(gòu)與隨機動力系統(tǒng)中的響應、分岔與混沌及其控制[D]. 吳存利.西北工業(yè)大學 2007
[4]橡膠隔震支座力學性能及隔震結(jié)構(gòu)地震反應分析研究[D]. 劉文光.北京工業(yè)大學 2003



本文編號：2989794