带刚性伸臂减震层高层结构动力弹塑性分析

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超高层建筑结构一般采用外部框架中间核心筒的框筒结构，为提高外部框架和内部核心筒之间的联系使二者能够共同抵抗侧向力，传统的方式是在二者之间增设伸臂桁架。这种方式能够有效利用结构上部的弯曲变形使框架柱轴向力参与抗侧力，减小核心筒的倾覆力矩和结构的侧向位移。但该方式增大了结构的整体刚度，在地震作用下容易出现应力集中和内力突变。Jeremiah提出在伸臂桁架与外框架柱之间通过黏滞阻尼器连接，这种方式利用由于结构的弯曲变形而引起的伸臂桁架与外围框架柱之间的相对变形来耗散地震能量。菲律宾马尼拉 Saint Francis Shangri-la双塔中采用该方案，韩国东北亚贸易大厦也在伸臂桁架与外框柱之间设置黏滞阻尼器，表明该方案可以有效地控制结构在风荷载和地震作用下的响应。本文在总结和吸收国内外研究成果的基础上，对该种具有放大层间位移效果的黏滞阻尼器布置形式进行深入的研究与分析，得到一些对工程有益的结论。具体内容如下：
　　(1)本文通过对典型框架-核心筒结构在布置伸臂减震层时的抗震性能分析，对伸臂布置位置进行优化分析，研究在总体阻尼系数相同的情况下不同伸臂布置层数对抗震性能的影响。可知伸臂布置位置需要合理设置，才能得到最佳的抗震效果。
　　(2)通过对比分析模型在多遇和罕遇地震作用下的抗震性能，可知由于黏滞阻尼器的阻尼力与速度之间存在非线性关系，在罕遇地震作用下伸臂减震层的效果不如在多遇地震作用下。
　　(3)由于阻尼力吸收了大量的振动能量，伸臂减震层对罕遇地震下结构的塑性损伤有一定的改善作用。
　　(4)通过改变阻尼器与框架柱的夹角，研究阻尼器布置角度的变化对伸臂减震层抗震性能的影响，可知阻尼器与框架柱的夹角越小伸臂对层间位移的放大作用越明显，抗震性能越好。
　　(5)改变核心筒合围面积所占结构平面总面积的比值，进行抗震性能分析，可知，伸臂减震层同样拥有良好的减震性能，且整体效果与改变之前相近。
　　(6)在外框架柱之间设置伸臂减震层，并研究其抗震性能。结果表明：这种方式能够有效地减小层间位移角和顶层位移，但是对层剪力的控制效果不是很好。

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作者
訾旭博;
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作者单位

湖南大学;

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授予单位湖南大学;
学科土木工程
授予学位硕士
导师姓名汪梦甫;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TU973.25;
关键词
粘滞阻尼器; 钢-混凝土混合结构; 弹塑性时程分析; 高层结构; 伸臂桁架;

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