耗能型摇摆子结构-框架结构抗震性能研究

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摇摆结构体系是目前提高混凝土框架结构的抗震性能的常用技术手段。而现有摇摆体系抗震耗能的研究中,大部分还是依靠于摇摆结构提供侧向刚度使结构达到抗震耗能的效果。而现有对于耗能构件与摇摆体系结合的研究中,耗能构件常布置于摇摆结构中,在摇摆结构产生变形后,才能够使设置的耗能构件屈服耗能,也不便于震后的修复与更换。目前对于在摇摆结构与主体结构的连接节点处设置耗能构件的研究较少。将耗能构件设置在连接节点处,能够减小摇摆结构部分地震损伤,也便于震后耗能构件的更换。本文提出了一种新型摇摆子结构的耗能方式,通过设置外附摇摆子结构(由钢桁架制成),摇摆子结构与基础通过阻尼器连接构成铰接,摇摆子结构与钢筋混凝土框架间各层连接节点处也设置阻尼器连接,从而实现多点耗能,形成一种新的耗能体系。主要从以下方面进行了研究:1.设计制作了几何相似比为1/8的原型结构框架缩尺模型,以及等比例缩尺的耗能型摇摆子结构—框架结构的缩尺模型,并通过调节阻尼器连接位置的不同来进行各种工况下的模型试验。2.对试验模型进行了振动台试验;依据建筑抗震设计规范要求,选取两条实测地震波和一条人工模拟地震波进行激励,得到模型结构在各连接形式下的加速度、速度、位移和阻尼器响应。对试验结果进行整理分析,得到了耗能型摇摆子结构—框架结构的减震性能以及阻尼器不同布置位置对减震效果的影响规律。3.在试验的基础上,建立各连接形式下的耗能型摇摆子结构—框架结构的有限元模型进行模拟分析。将试验中采集的三条地震波的台面记录值输入到有限元软件中,对结构进行弹塑性时程分析。对有限元模拟结果进行整理和分析,得到来耗能型摇摆子结构—框架结构数值模拟的减震效果和阻尼器不同布置方式对减震效果产生影响的规律。可以发现,有限元建模分析结果与实际振动台试验结果所得到的规律相同。通过对耗能型摇摆子结构—框架结构抗震性能的研究,可以发现耗能型摇摆子结构—框架结构的结构体系是摇摆耗能体系中一种新型的结构体系,能够提高框架结构的耗能能力,有效地减轻震害,在建筑物的抗震保护中有很好的应用前景。
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