加强层设置耗能构件的框架—核心筒结构抗震性能分析

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工程结构振动控制在土木工程领域中是一种新兴的抗震技术,与传统抗震方法相比具有很多的优势,并在实际工程应用中取得了很多进展。本文所采用的粘弹性阻尼器在框架-核心筒结构中的应用,属于耗能减震技术的应用研究。粘弹性阻尼器具有构造简单、制作方便、性能实用等优点,是一种有效的被动控制装置,适用于各类工程结构的减小风振、抗震减震以及结构的加固和震后修复等领域中。设置加强层能够控制框架-核心筒结构侧移,但在地震作用下,加强层的设置使结构刚度产生突变,必然引起结构内力突变,使结构的破坏部位容易产生在加强层附近。为了减轻加强层对结构产生的不利影响,本文开展了一些研究工作。论文讨论的主要内容和研究成果如下:(1)讨论了粘弹性阻尼器的力学性能和恢复力模型,提出利用粘弹性阻尼器来解决设置加强层结构对抗震的不利影响,并确立了粘弹性阻尼装置的计算模型及计算基本假设。(2)本文以一栋40层的高层框架-混凝土核心筒结构为主要研究对象,利用有限元分析软件SAP2000建立结构分析模型,对同一建筑在三种不同方案(无加强层无阻尼器结构方案、加强层结构方案、粘弹性阻尼器耗能结构方案)进行对比分析研究,结果表明:设置阻尼器能够有效控制结构侧移,并明显减轻结构层间位移角、层剪力的突变程度,改善了加强层对结构的不利影响。(3)通过计算分析,设置粘弹性阻尼器的框架-核心筒结构可降低基底剪力和弯矩,起到一定的减震作用。(4)对于粘弹性阻尼器的框架-核心筒结构,考虑到阻尼器不同布置对结构振动特性、侧移、层剪力等影响,宜将将阻尼器布置在适当楼层,以达到较好减震效果。图57幅,表10个,参考文献61篇。
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