设置粘弹性阻尼器偏心支撑钢框架的非线性分析

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工程结构振动控制一直是工程抗震技术中的热点话题,如何在高层建筑中更有效的耗能减震也是国内外众多学者致力研究的方向,本文以耗能减震概念为背景,将耗能减震装置——粘弹性阻尼器应用到高层偏心支撑钢框架中,属于耗能减震技术的应用。作为一种典型的被动控制耗能装置,粘弹性阻尼器通过其独特的粘弹性材料的剪切变形,增加了结构的阻尼比,耗散了大量输入结构中的地震能量,从而减小结构的地震响应。粘弹性阻尼器构造简单、材料经济、维护方便,目前广泛应用到工程实践中,具有广阔的前景。本文首先介绍了偏心支撑和粘弹性阻尼器的国内外研究发展进程,为改变单一的耗能模式,将两者结合起来研究其抗震性能。进一步阐述了粘弹性材料和粘弹性阻尼器的力学性能,对设置粘弹性阻尼器的偏心支撑钢框架的设计方法进行了探讨。最后,建立了K型、Y型两组偏心支撑钢框架,运用有限元分析软件SAP2000,分别在三组地震波下进行非线性时程分析,比较了两组偏心支撑的优、劣势,通过构件内力和结构位移等计算结果,显示设置粘弹性阻尼器后结构的性能变化。另外,研究了粘弹性阻尼器在结构中不同的安装方式、耗能梁的长度以及阻尼器的参数对结构抗震性能的影响,主要的结论:阻尼器的安装方式影响很大,应做到均匀连续布置;耗能梁宜设计成剪切屈服型以及阻尼系数应在一个合理的范围内。这些有益的结论具有实际意义,可供工程设计参考。
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