墙式铅阻尼器在框架结构中的应用研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ganjinwei2001
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本文研究了墙式位移型阻尼器应用于钢筋混凝土框架结构时在与之相连框架梁中产生附加弯矩的计算方法,以及阻尼器的布置位置、附加阻尼比和等效刚度等因素对梁中附加弯矩的影响;探讨了用基于墙式铅阻尼器的减震框架结构代替配置少量剪力墙框架结构的可能性;通过对某既有钢筋混凝土框架结构和某新建钢筋混凝土框架结构消能减震方案的分析与设计,分析了墙式铅阻尼器的耗能性能与减震效果、构件的受力与损伤以及塑性铰的分布与发展规律。论文的主要工作和成果包括以下几个方面。  首先,将墙式位移型阻尼器视为框架柱,利用反弯点法和反应谱法给出了阻尼器的布置位置、附加阻尼比和等效刚度等因素与梁中附加弯矩的关系,并就这些因素对梁中附加弯矩的影响进行了分析。结果表明,当阻尼器布置位置距框架柱的净距和阻尼器等效刚度较小时,墙式位移型阻尼器在梁中产生的附加弯矩较小。此外,考虑到梁的实际受力情况,将墙式位移型阻尼器对梁的作用视为两个反向的三角形分布荷载,利用矩阵位移法和MATLAB编程,推导并得到了墙式位移型阻尼器在梁中产生附加弯矩的解析解。据此解析解得到的计算结果表明,随着柱梁线刚度比和支撑宽度的增大,墙式位移型阻尼器在梁中产生的附加弯矩减小,但随着阻尼器距柱净距的减小而减小。  其次,综合考虑建筑的功能要求和结构的抗震要求,提出了用基于墙式铅阻尼器的减震框架结构代替配置少量剪力墙框架结构的思路,建立了上述两种结构体系的有限元分析模型,并分别对二者进行了多遇地震和罕遇地震作用下的弹性和弹塑性变形分析。结果表明,与配置少量剪力墙的框架结构相比,减震框架结构不仅能够满足建筑的功能要求,而且具有更好的抗震性能,是一种具有良好应用前景的结构体系。  最后,对墙式铅阻尼器在某既有钢筋混凝土框架结构和某新建钢筋混凝土框架结构中的应用进行了有限元模拟研究。利用Sap2000及Perform-3D对未减震结构和减震结构进行了静力分析和非线性时程分析,分析了其在多遇地震和罕遇地震作用下构件的受力与损伤以及塑性铰的分布与发展,以及阻尼器的耗能和减震效果。结果表明,墙式铅阻尼器有效地降低了结构的地震响应,保护了主体结构的安全,具有良好的减震效果。  
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