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在结构中设置粘滞阻尼消能减震装置可以吸收或消耗输入结构中的一部分地震能量,减小结构地震响应,降低结构的损伤,提高结构的抗震性能。结构减震控制是改善结构抗震性能的有效方法,各国工程抗震专家和学者均积极致力于该技术的研究开发和推广应用。 本文以设置粘滞阻尼装置(包括粘滞阻尼器和粘滞阻尼墙)的结构减震控制研究为核心,从粘滞阻尼装置在Abaqus中的单元二次开发、粘滞阻尼装置的等效阻尼比计算、粘滞阻尼减震结构地震响应分析三方面进行了一系列相关联的研究。主要研究成果如下: (1)粘滞阻尼装置力学模型及等效阻尼比研究。介绍粘滞阻尼器和粘滞阻尼墙的力学模型,基于能量法推导线性和非线性粘滞阻尼器、粘滞阻尼墙的等效阻尼比。将粘滞阻尼器和粘滞阻尼墙的力学模型综合,并提出统一的粘滞阻尼装置计算公式。在耗能与等效阻尼比成正比的基础上,提出粘滞阻尼减震结构等效阻尼比简化计算公式。 (2)粘滞阻尼单元的二次开发及验证。基于Abaqus用户单元子程序编译原理,开发了隐式算法的单元子程序UEL_ viscous.for和显式算法的单元子程序VUEL_ viscous.for。对设置粘滞阻尼器的五层钢筋混凝土框架结构模型,在Abaqus里调用粘滞阻尼器单元子程序,进行地震响应分析,并与Etabs软件的计算结果对比,验证本文开发的子程序正确性。 (3)粘滞阻尼减震结构等效阻尼比简化计算公式的验证。对设置粘滞阻尼装置的框架结构等效阻尼比按本文简化公式计算,比较设置粘滞阻尼装置的减震结构和本文简化公式计算的等效阻尼比的阻尼结构在地震时程下的响应,验证了本文方法的正确性。 (4)设置粘滞阻尼器的框架—剪力墙结构地震响应研究。研究了设置阻尼器的减震结构时程分析原理,讨论了阻尼器减震结构时程分析步骤。对无阻尼器的原结构和设置阻尼器的减震结构进行动力响应分析,研究阻尼器对结构的减震效果,并对结构的大震性能进行评价分析。研究表明减震结构的地震响应明显降低,抗震性能得到改善,结构的层间位移角小于规范限值,结构可实现“小震不坏”和“大震不倒”的抗震设防目标。同时,也验证了本文简化计算公式对设置粘滞阻尼器框架—剪力墙结构等效阻尼比的计算是正确的。 (5)设置粘滞阻尼墙的框架结构地震响应研究。研究了设置阻尼墙的减震结构时程分析原理,讨论了阻尼墙减震结构时程分析步骤,并探讨了粘滞阻尼墙参数设计方法。对无阻尼墙的原结构和设置阻尼墙的减震结构进行动力响应分析,研究阻尼墙对结构的减震效果,并对结构的大震性能进行评价分析。研究表明减震结构的地震响应明显降低,层间位移角小于规范限值,抗震性能得到改善。