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傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大地震作用下,主要依靠某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收大量地震能量,而使整個結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)甚至屈服、破壞,從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)震后無法修復(fù)甚至直接倒塌。阻尼器是結(jié)構(gòu)中專門用來消耗地震能量的構(gòu)件。其作為一種被動控制措施是將輸入結(jié)構(gòu)的地震能量引向特別設(shè)置的機構(gòu)和元件加以吸收和耗散,從而能夠保護主體結(jié)構(gòu)的安全。在結(jié)構(gòu)中合理布置阻尼器可以消耗輸入結(jié)構(gòu)中的大部分地震能量,減小結(jié)構(gòu)位移,改善和提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。消能減震技術(shù)現(xiàn)已成為工程抗震研究的主要發(fā)展方向之一,各國工程抗震專家和學(xué)者均積極致力于該技術(shù)的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。時程分析法是減震結(jié)構(gòu)的常用的分析方法之一。本文系統(tǒng)地闡述了減震結(jié)構(gòu)的運動微分方程及時程分析方法。無論減震結(jié)構(gòu)是單自由度、多自由度、是否考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián),還是進行三維有限元分析,減震結(jié)構(gòu)均可以采用時程分析法進行計算。本文在算法上采用適用于局部非線性問題的“快速非線性分析(FNA)”方法求解,此方法有較高的計算效率和精度。本文對門式剛架結(jié)構(gòu)采用消能減震方法進行了研究,其中包括結(jié)構(gòu)的消能減震計算模型和計算方法、模態(tài)分析、動力響應(yīng)分析、阻尼器布置方案、阻尼器阻尼參數(shù)優(yōu)化、不同頻率特征地震波下結(jié)構(gòu)的減震等。模態(tài)分析表明:結(jié)構(gòu)動力特性復(fù)雜,自振振型以柱的水平方向?qū)ΨQ及反對稱振動為主,雖然在振型中也出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)振動,但由于階數(shù)較大,對結(jié)構(gòu)影響相對較小。文中采用粘滯流體阻尼器作為附加消能桿件,分析比較了六種不同的阻尼器布置形式,分別與無控制時的結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)進行比較,最終通過分析計算及對比給出了較優(yōu)的阻尼器布置方式。文中還就阻尼器的阻尼系數(shù)對結(jié)構(gòu)減震效果的影響對比分析,得到了較經(jīng)濟的阻尼系數(shù)取值范圍,這可以為工程設(shè)計人員提供很好的參考。另外對不同頻率特征地震波下結(jié)構(gòu)的減震效果進行了分析。在不同的地震波激勵下,結(jié)構(gòu)的響應(yīng)可能相差較大;為了得到較準確的結(jié)果,需要采用多條地震波進行計算取其平均值。 |