文档介绍：同济大学土木工程学院
博士学位论文
阻尼器相连结构的动力特性和抗震性能研究
姓名:马丹
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:苏小卒
20060601
摘要可以非常显著地减小上部钢屋盖的水平位移反应,其结果提供了在工程设计中在社会高速发展的今天,建筑物建造得越来越高且距离又越来越近,城市里相邻结构随处可见,连体建筑、双塔和多塔建筑愈来愈多。随着相邻结构的出现,研究者希望充分发挥这种结构形式的特点,利用结构组合控制理论对这类结构体系的组合及控制机理进行分析和研究。通过合理调整各结构参数及控制系统的参数,可以充分发挥这种相互作用和控制系统的作用,从而使联合后体系的地震反应得到最大程度的降低。相连结构在地震作用下的控制问题具有重大意义。本文的研究目的是在广泛总结前人研究成果的基础上,把握这种新型结构体系的研究现状,针对现有研究中存在的不足,以对该种结构体系抗震性能的深入研究为重点,做一些尚未进行过的理论分析和数值试验研究工作,进一步完善对该类结构体系的系统化研究,为其走向工程实用打下基础。本文提出该类结构控制体系米枘崞飨连结构魑?拐鹕杓瓶裳〉姆椒ㄖ弧1疚囊越峁箍刂莆;。嗔峁刮对象主要进行了以下工作。对中国浦东干部学院主楼怕セ嵋橹行牟糠值母治莞且幌虏糠课萏逑到行了抗震性能分析和控制研究。该研究提出了以动力相似为基础的简化模型的方法,用通用有限元程序约幼白枘崞鞯募蚧P徒惺背谭治觯⒁控制最大水平位移虏孔畲笪灰圃黾硬欢嗟那榭鱿录跣∩喜孔畲笪灰为目标对阻尼器的参数进行优化。计算结果显示,上下相连结构中加装优化阻尼器的实际可行性参考。并提出了用于此相连结构实用阻尼器的设计。提出了在实际结构中优化确定线性速度相关性阻尼器阻尼参数的实用方法。由于很复杂的结构动力学问题通过单自由度或两自由度结构的特性,可以又同济大学申请博士学位论文阻尼器相连结构的动力特性和抗震性能研究
简单,又比较清楚地解释,故在广泛总结前人研究成果的基础上介绍了两个单自由度结构体系利用粘弹性阻尼器相连时,在平稳白噪声激励下阻尼器的优化刚度和优化阻尼系数的一般表达式;并探讨了能量传递规律和子结构参数对于控制效果的影响。首次对高度相差比较大的两实际相连结构利用阻尼器连接时的地震反应控制方面进行了深入研究。利用天桥相连实际结构的三维模型之间阻尼器设置在天桥所在位置。以控制较高的结构顶层最大位移为目标、直接积分法时程分析为手段,进行了优化计算;比较了各结构的地震反应灰啤⑺俣取⒓铀俣取底部剪力等教至瞬煌枘嵯凳筒煌卣鸩ǘ约跽鹦Ч挠跋臁Q芯拷峁显示:阻尼器的连接位置起非常重要的作用;位置设置不当时,阻尼器对于控制项层位移不太理想;阻尼器应设置在最大位移处附近,这进一步说明高度相差很大时阻尼器相连结构的控制效果比较差。研究还发现给定的阻尼值对于不同的地震波有着不同控制效果;这是因为不同的地震波有不同的频谱成分,不同频谱成分的地震激励对不同动力特性的结构也有着不同的响应。不同动力特性的子结构通过某种方式连接拮枘崞后,体系的动力特性不仅取决于相连子结构和连接器本身的性能,而且还取决于它们之间的相互作用。相互作用的影响程度主要是取决于连接器的刚度以及连接方式。因此研究了此类结构体系的动力特性随着连接器刚度的变化规律。对于不同天桥刚度进行的时程分析结果显示:咏峁沟母飨罘从τ凶挪煌谋浠媛桑虼瞬荒芙从一项反应的结果得出一般的结论、梅呛哪茉<嗔峁沟亩μ匦的变化非常大,设计时不能忽视。本文的研究成果可用于设计和分析利用连接装置相连结构,从而能更准确地把握相连结构的抗震能力。关键词:相连结构;结构控制;动力特性;阻尼器;时程分析:数值分析同济大学申请博士学位论文阻尼器相连结构的动力特性和抗震性能研究Ⅱ
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学位论文作者签名:号丹学位论文作者签名:弓舟锄如年月劫月日学位论文版权使用授权书同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版:在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在指导教师签名:本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,年解密后适用本授权书。年月日
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