某混凝土框架-核心筒结构TMD减震控制分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:iyt1713
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近些年来,发生了多起破坏性巨大的地震灾害,人们愈加的意识到运用传统抗震方法来抵御地震灾害的局限性。拥有更高安全性的减震控制技术得到了深入的研究和广泛的应用。调谐质量减震系统(Tuned Mass Dampers,TMD)是由主体结构以及附加调谐质量阻尼器或子结构组成。TMD装置自身有着固定的质量、刚度和阻尼,通常设置在结构的顶部或者某些特定位置。在地震过程中,当主体结构产生较大位移时,TMD系统中的质量块由于惯性力作用,始终会向结构位移相反方向运动,并且会向主体结构施加与变形相反的作用力,通过调节减震结构的振动频率,来实现减震控制目标。传统意义上的TMD减震系统通常需要在原结构的主体上设置惯性质量体,运用弹簧、阻尼器将其可靠的联结在主体结构上。由于材料及技术的局限,这种方式难以获得合理的惯性质量和阻尼。为获得良好的减震效果,需耗费的经济成本较高。为解决这一问题,本文采用高位层间隔震的方式来构成TMD减震系统(LRB-TMD),并应用于混凝土框架-核心筒结构中。由铅芯叠层橡胶隔震支座构成的高位隔震层将主体结构分为两部分,隔震层上部结构作为TMD减震系统的子结构。这种方式以原结构体型为基础,不需要额外增加质量,并且对原建筑外观影响很小。本文首先利用有限元分析软件SAP2000建立结构基本模型,并通过模态分析获得结构的周期、频率、振型等基本特性。在质量比恒定的前提下,经反复试算,制定合理的隔震支座选型及布置方案,建立TMD减震结构模型。而后运用时程分析求得TMD减震结构在多维地震作用下各层弯矩、剪力、位移、加速度等数据。通过分析原结构减震前后各项动力响应的变化规律可得出,高位隔震构成的TMD系统可有效的减小结构的地震反应,减震率可达到30%~35%。上述LRB-TMD系统适用于同类框架-核心筒结构。
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