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工程结构减震控制是目前工程抗震技术中的热点问题之一,本文探讨的粘弹性阻尼器及其在高层建筑结构控制中的应用,属于耗能减震技术的应用研究。在支撑框架结构的支撑上添加粘弹性阻尼器来形成消能支撑,则是近年来出现的一种新型的耗能减震结构形式,它通过增加结构的阻尼、耗散结构的振动能量来达到减小结构地震响应、提高结构整体抗震性能的目的。由于其装置简单、材料经济,在实际结构振动控制中具有广泛的应用前景。本文就粘弹性消能支撑框架结构在目前发展以及研究较少的问题,进行进一步的探索研究。
本文具体研究内容如下:
(1)分析了粘弹性阻尼器的力学性能和计算模型,阐述了粘弹性阻尼结构的分析与设计方法,分析和探讨了粘弹性阻尼器在框架结构控制中的应用及其优化布置。
(2)采用目前通用的大型有限元分析软件SAP2000,以一个15层的空间钢框架结构为研究对象,建立了纯框架结构、人字型中心支撑钢框架结构和人字型消能支撑钢框架结构三种不同的结构模型,经过模态分析得出了三种结构的自振特性;并选取ElCentro地震波,对三种结构模型进行了罕遇地震下的非线性时程分析,分析粘弹性阻尼减震结构的动力响应、减震性能。
(3)对比分析了几种不同支撑形式的消能支撑框架结构,对比其在罕遇地震下的减震效果,通过对计算结果的分析最终得出一些有益的结论。
(4)对粘弹性阻尼器进行优化设置,以15层空间钢框架为研究对象,在框架结构中采用了三种粘弹性阻尼器的优化布置方式,对比了不同优化布置方式对结构的控制效果。通过数据分析,得出各种优化方式的作用特点,提出对阻尼器优化布置有益建议。
根据上述的研究分析,提出了一些对耗能减震技术应用于实践的有益建议,可供工程设计人员参考。