楼房仓结构地震响应与减振控制研究

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楼房仓为提高土地利用率和储粮效果起到了重要作用,散装粮食楼房仓是一种具有很好推广价值的储粮仓型。然而由于粮食对楼房仓仓壁的侧压力作用,会对其结构性能提出许多新的问题,因此针对楼房仓的地震性能研究是很有必要性的。本文以散装楼房仓为背景,重点研究满仓粮食楼房仓在地震作用下的响应分析。主要研究如下:(1)通过ANSYS建立了空仓和满仓工况下的三层框架结构楼房仓,通过对结构进行重力荷载下的静力分析获得粮食与仓壁之间不同高度的相互作用力数值,并与《粮食平房仓设计规范》数值进行对比,验证了结构建模的准确性。(2)对满仓粮食楼房仓结构进行地震时程分析,对比楼房仓结构和粮食之间的位移时程曲线数值,结果表明:粮食与仓壁之间存在位移不同步的现象;粮食位移幅度随着粮食高度的增加而增大;粮食的存在对结构起到减振作用;地震作用下,粮食对楼板的竖向作用不可忽视。(3)选取地面峰值加速度和结构最大层间位移角作为指标,采用增量动力分析法(IDA)对楼房仓进行地震易损性分析,最后得出易损性曲线。结果表明:在不同地震峰值加速度下,结构会依不同的概率达到相应的性能水准;综合概率曲线分析,满仓工况下楼房仓的抗震性能是满足抗震要求的;针对散装楼房仓的易损性分析,得到散装粮食楼房仓地震损伤的定量数值,具有指导工程应用的意义。(4)应用粘滞阻尼器对楼房仓进行减振控制,对比在多条地震作用下不同减振控制方案不同储粮工况的结构最大层间位移角,得出:相同粮食工况下,对结构一、三层布置粘滞阻尼器的减振控制方案抗震效果更好;相同减振控制方案下,对比不同粮食工况,多遇地震作用下粮食的存在提高了结构的抗震性能,设防地震作用下三层粮食的存在会加剧结构破坏,罕遇地震作用下二三层粮食的存在会加剧结构破坏;相同楼层布置的减振控制方案,粘滞阻尼器较多的抗震性能较好;在粮食布置时,尽量使楼层越高的地方放置的粮食总量越少。
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