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在我国,根据已经拥有的科学技术水平和所有的经济条件,往往对建筑抗震提出了“三个水准”设防目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。上世纪八十年代,各国设计规范通常都会认为在地震来临时,结构在真正失效前,一般会有一个比较大的塑性变形能力,也就是说结构会在一个较小的地震到达时可能达到或者接近屈服状态;而当遇到大的地震时,结构的某些节点或单元会将陆续进入屈服后的非弹性变形状态。结构通过变形耗散能量,将其转换成热能。一般来讲我们把地震和结构理解为通过更大的非弹性变形,耗散掉更多的能量,或者结构非弹性变形加剧,周期增多,刚度降低,阻尼增大,结构受到的总破坏力达到最少。
在我国虽然在设计抗震方案设计上采取了必要的论证,如采用较小的地震加速度与内力进行组合,同时确定截面,通过结构在地震过程的变形成为有效的耗能构件,但我们要注意地震的传播往往是在地面以下的,无论是震源、深度,还是震型、波峰值、时间间隔等因素都具有很大的不确定性,也就是说是种随机的变化。所以在我们的结构抗震设计时就需要增加必要的耗能组织,来同结构变形本身一起来消耗来自地震的能量。布置粘滞阻尼器就是为了消耗结构构件地震能量的一种有效构件。一种合理的布置方案可以有效的减小节点的某方向位移和弱化结构单元的剪力及弯矩。消能减震技术现已成为工程抗震研究的主要发展方向之一,一直以来工程界的抗震专家和学者均积极致力于研究和探此技术的开发和应用推广。
减震结构常用的分析方法之一就是时程分析法。本文主要通过运用减震结构的运动微分方程及时程分析方法,采用时程分析法进行计算并采用“快速非线性分析(FNA)”方法求解局部非线性问题,目的就是提高的计算效率和精度。本文主要针对对不等跨门式刚架结构建立模型,研究了在此刚架形势下采用消能减震方法的效果,其中包括介绍了结构的动力响应分析、消能减震计算模型和计算方法、模型模态分析,通过模型研究阻尼器优化布置方案、阻尼器阻尼参数优化、不同频率特征地震波下结构的减震效果研究等。本文中采用粘滞流体阻尼器作为附加在结构局部的消能杆件,比对六种不同的阻尼器布置方案,并建立各自相对于无控状态时的结构动力反应折线图,最终通过分析计算及对比给出了6种不同的布置方案中较优的布置方式。另外还研究了不同的阻尼系数的阻尼器布置方案的结构减震效果比对,同时也得出了较经济的阻尼系数取值范围,为工程设计提供一个参考。最后通过输入不同频率特征地震波,得出在不同的地震波激励下,结构的响应差别较大,所以为了得到较准确的结果,一般需要通过多条地震波的输入取计算平均值。