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粘滞阻尼器对刚度偏心结构扭转效应影响的参数研究

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 偏心结构定义

1.3 国内外研究进展

1.3.1 国外研究进展

1.3.2 国内研究进展

1.4 本课题的来源

1.5 本文研究的内容及意义

2 粘滞阻尼器的力学特性及简化计算

2.1 引言

2.2 阻尼器的类别及力学性能

2.3 粘滞阻尼器的计算模型

2.3.1 非线性粘滞阻尼模型

2.3.2 Kelvin模型

2.3.3 Maxwell模型

2.3.4 Wiechert模型

2.3.5 分数导数模型

2.3.6 SAP2000采用的力学模型

2.4 本章小结

3 设粘滞阻尼器的偏心结构消能减震设计

3.1 引言

3.2 偏心结构的动力分析模型

3.3 偏心结构设粘滞阻尼器减震的设计要点

3.4 考虑平扭耦联的振动方程

3.5 粘滞阻尼器减震结构动力响应计算方法

3.5.1 考虑扭转效应的减震结构振型分解反应谱法

3.5.2 时程分析方法

3.6 本章小结

4 刚度偏心结构扭转效应影响参数研究

4.1 引言

4.2 阻尼器竖向布置的一般原则

4.3 刚度偏心减震结构振动方程

4.4 阻尼器平面布置相关参数选取

4.4.1 概述

4.4.2 分析参数的取值范围

4.4.3 响应量

4.5 参数影响分析

4.5.1 刚度偏心结构动力响应

4.5.2 参数影响计算

4.6 本章小结

5 刚度偏心结构减震计算分析

5.1 引言

5.2 工程概况

5.3 有限元模型建立

5.4 地震输入

5.5 原结构地震响应

5.6 减震结构与原结构地震响应对比

5.6.1 粘滞阻尼器参数取值

5.6.2 计算结果分析

5.7 本章小结

6 结论与展望

6.1 本文主要结论

6.2 后续研究展望

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢

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摘要

传统结构设计过程中考虑加强结构抗扭性能以减少地震时扭转造成的危害是设计的重要概念。随着被动控制技术及阻尼器元件的发展,在结构设计中设置粘滞阻尼器以增加结构阻尼,从而减小结构在地震作用下的响应已成为一门新技术并迅速发展起来。 本文基于已有消能减震结构的理论基础上,以偏心框架结构的被动耗能减震控制研究为核心,从耗能减震结构的地震响应计算、阻尼器在结构中的空间位置优化布置等方面进行一系列相关研究。主要内容包括如下: 1、阐述偏心结构及扭转效应的定义,回顾国内外在偏心结构扭转反应控制方面的研究概况。 2、给出减震结构动力响应计算的振型分解反应谱法和时程分析方法,偏心结构考虑扭转效应条件下使用反应谱法计算动力响应时的组合规则。 3、建立简化的单层刚度偏心减震结构动力方程。定义阻尼器布置位置相关参数,对阻尼器合理布置位置相关参数进行计算分析,比较多个模型计算结果,提出扭转效应随参数变化的规律。 4、利用参数分析的结论在多层刚度偏心结构中布置粘滞阻尼器,通过反应谱及时程分析结果对比,验证由单层刚度偏心结构参数分析的结论在多层中布置粘滞阻尼器能显著地减小扭转效应。

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