文档介绍：同济大学
硕士学位论文
消能减震结构实用分析设计方法及工程应用
姓名:晏金炜
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:翁大根
20050101
要摘消能减震结构发展至今,正在逐步走向成熟,世界上很多国家包括我国在抗震设计规范或规程中都制定有消能减震设计的有关规定或指导意见,越来越多的实际工程采用了消能减震体系,都一致认同它具有良好的抗震性能,可以预见消能减震技术有着广阔的应用前景。但是目前韵情况是还存在一些消能减震结构的分析计算和实用设计方法的问题需要进一步深入研究。本文归纳总结了近年来开发和应用的消能装置,综述了目前分析消能减震结构常用的计算方法。在此基础上,着眼工程实际,对消能减震结构从分析模型、计算方法到设计原则进行了全面分析讨论。首先,针对目前国内外常用软件均不能有效分析装有非线性消能装置的复杂高层结构在地震作用下的弹塑性动力响应,本文对传统的分析模型进行了重大改进,提出了一种简单明确、操作性强,并能兼顾计算精度和效率的消能减震结构分析模型。该模型可以进行结构在大震下可能进入弹塑性阶段的非线性时程分析,并能考虑结构的扭转效应和阻尼器的有效刚度对结构的贡献。在计算方法上,本文建议使用非线性模态时程分析方法,该方法比振型分解法精度要高,而计算速度则比非线性直接积分法要快很多。由于本文提出的消能减震结构简化模型中,结构主体采用的也是可以考虑弹塑性的计算单元,若利用本简化模型并结合非线性模态时程分析方法计算消能减震结构的弹塑性响应,将能快速得到精度较高的分析结果。在设计方法上,,并通过罕通地震’腎阻尼比和层问位移指标来对消能部件的参数进行蛘玫绞导工程所需的合理的消能部件的参数和配置。本文最后综合以上研究成果,详细分析计算了一个比较有新意的消能减震工程实例,解决了高层建筑巾主楼与裙房之牟恍髡穸团ぷN侍猓卣沽讼能装胃的用途,展现了消能减震体系的广阔应用前景。关键词:消能减震结构,弹塑性分析模型,非线性时程分析,粘滞阻尼器,。陆能设计方法,不协调振动的控制
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学位论文作者签名:三垦金记号声明得的成果,撰写成硕士学位论文兴吭秸鸾岢崛门枧陶谌弥闭庳工程廑用。除论文中已经注明引用的’内容外,对论文的研究做出重要本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。年铡
第一章绪论引言地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一,与此相关的结构工程抗震研究一直是土木工程领域的研究热点。中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震造成的人员伤亡居世界首位,地震造成的经济损失也十分巨大。年挛夜唐山发生了级大地震,⑵鹄吹闹工业城市夷为平地,经济损失约谠!月日本阪神地区发生强烈地震,地震造成蚨啻狈课莸顾芏喔咚俟泛颓帕阂舱叩顾劳人,多万人无家可归。年路⑸谖夜ㄍ宓募蟮卣穑劳鋈耸人,灾民高达万人,房屋损毁蛴啻薄>萃臣疲澜缟掀苹敌郧康牡卣每年约发生多次,而我国的地震活动分布范围也很广,国土面积的%以上为然度以上抗震设防区,位于地震区的大、中城市很多,因此抗震工作的意义十分重大。传统的抗震设计是通过增强结构本身的抗震性能来抵抗地震作用,即通过结构本身储存和消耗地震能量,以满足结构抗震的设防标准:小震不坏,中震可修,大震不倒。这种传统的结构抗震设计方法存在以下一些问题⋯:踩阅岩员Vぃ捍晨拐鸱椒ㄒ约榷ǖ摹吧璺懒叶取弊魑I杓埔谰荩发生突发性超烈度地震时,建筑物可能会严重破坏,并且由于地震的随机性,建筑物的破损程度及倒塌的可能性难以控制,故安全性难以保证。视眯杂邢拗疲捍晨拐鸱椒ㄈ菪斫ㄖ峁乖诘卣鹬谐鱿忠欢ǔ潭鹊乃鸹担对于某些不允许在地震中现严重破坏的建筑物,或内部有贵重装饰的建筑物是不适用的。并且这种抗震方法只考虑建筑结构本身的抗震,当建筑物内部有重要的仪器设备、计算机网络、急牧指挥系统、通信系统、医院医疗设施等情况时,是不适用的。眉芳眩捍晨拐鸱椒ㄒ钥刮V鳎且恢忠郧恐魄康纳杓品椒ǎ峭过加大构件截面,增加配筋来抵抗地震作用,其结果是断面越大,刚度越大,地震作用也越大,所需截【面和配筋也越大。这种恶性循环不仅难以保证安全,也大大提高了建筑物的造价。正是由于传统抗震设计方法存在着睹多弊端,使得结构被动控制与主动控制体系应运而生。该技术在机械、宇航、船舶等领域很早就已经得到了广泛应用,。此后,结构振动控制技术得到