带阻尼器高层钢结构体系的抗震性能研究

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工程结构振动控制是目前工程抗震技术中的热点问题之一,而其中在结构中利用粘滞流体阻尼器进行被动控制的方法,由于其装置简单、减震效果明显、材料经济,在实际结构振动控制中具有广泛的应用前景。粘滞流体阻尼器在结构工程领域内的应用取得了飞速的发展,其良好的性能得到抗震工程界的广泛赞誉。传统结构在大地震作用下,某些构件吸收大量地震能量而进入弹塑性状态至屈服、破坏,从而导致结构震后无法修复甚至直接倒塌。在结构中合理布置阻尼器可以消耗输入结构中大部分地震能量,减小结构位移,改善和提高结构的抗震性能。消能减震技术现已成为工程抗震研究的主要发展方向之一,各国工程抗震专家和学者均积致力于该技术的研究开发和推广应用。时程分析法是减震结构常用的分析方法之一。本文系统地阐述了粘滞阻尼器的基本理论以及分析设计方法。当结构局部非线性而其它大部分为弹性时,方程可以采用“快速非线性分析”(FNA)方法求解。本文以一幢32层超高层钢结构为研究对象,用ETABS建立了框架结构和安装粘滞阻尼器消能减震结构两种不同的结构方案的三维空间模型,分析了框架结构方案的自振特性;并分别对结构由地面输入El Centro地震波、Tatf地震波以及天津波,进行了多遇地震作用下弹性时程反应分析和罕遇地震作用下的结构弹塑性时程反应分析,验证了粘滞阻尼器的减震性能;并对比分析了粘滞阻尼器采用不同速度指数时对结构的减震效果的影响;结果表明,速度指数较小时对结构的减震控制更为有效,速度指数较小的粘滞阻尼器对结构的减震控制更为有效。分析表明,粘滞阻尼器不仅可以在多遇地震下有效工作,在突发的罕遇地震作用下,也能够很好的发挥耗能减震作用。
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