粘弹性阻尼器在框架结构中的减震设计与分析

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近年来,随着消能减震技术的应用越来越广泛,粘弹阻尼器减震结构的实验研究和理论计算已逐步走向成熟,为了使其能在工程抗震中推广应用,实用型的设计方法急需解决。我国也相继制定出台了相应的消能减震结构设计、施工规范和规程,现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中也增加了消能减震设计的规定,在吸收国内外比较成熟的研究成果基础上,列出了一些关于消能减震设计的原则性条文,但很难为一般的工程师掌握并运用于实际的工程实践中。粘弹阻尼器由于对结构提供刚度和阻尼,但在常用有限元软件SAP2000中没有粘弹阻尼器的现成单元进行模拟计算,并且怎样设计粘弹阻尼器的等效刚度和阻尼系数等参数成为实际工程中难以解决的难题。这使得粘弹阻尼器减震结构的分析和设计变得更为复杂和困难。本文以框架结构为模型,进行了系统的粘弹阻尼器减震结构设计研究,从两种可行性的阻尼器参数设计理论为依据进行研究,总结和优化两种设计方法,使其在模型中的参数设计得以实现,并用有限元软件中两个现有的粘滞单元进行组合模拟粘弹阻尼器,绘制出完整的粘弹阻尼器实用减震结构设计流程图,使粘弹阻尼器更好的应用于实际工程中。然后通过实际工程进行粘弹阻尼器的减震设计,分别用两种方法进行阻尼器参数设计。并用有限元软件进行时程分析,将分析结果与无阻尼器结构进行对比,对结构在弹性时程的层间位移角、阻尼器出力、附加阻尼比、层间剪力、刚度等待进行比较分析,对结构在弹塑性时程的层间位移角、阻尼器出力进行比较分析。证明了两种设计方法均能实用于框架结构,使粘弹阻尼器发挥出较好的减震效果。这两种减震设计方法均从结构的初步设计、阻尼器的参数设计、减震结构的分析计算到附加阻尼比的复核和层间位移角对比,以及刚度的等代,形成了一套完整的粘弹阻尼器减震结构设计流程,对一般的工程设计人员能很快理解并入手操作。
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