粘滞阻尼墙在高层混凝土框架结构中的减震控制研究

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粘滞阻尼墙是一种新型的用于建筑结构的耗能减震装置,能够为结构提供较大的阻尼力,能对结构进行较好的减振控制,并且该装置布置位置灵活,不影响建筑的正常使用功能等优点。1986年,日本学者最早提出,由于日本属于地震高发地区,所以其最早开始进行粘滞阻尼墙的研究和工程应用,但在国内对于粘滞阻尼墙的研究则刚开始,目前在实际工程中很少应用。因此,本文对粘滞阻尼墙在高层混凝土框架结构中的减振控制研究很有意义。本文首先阐述国内外对粘滞阻尼墙的研究现状,以及本文研究的主要内容,确定了其计算公式与力学模型;其次确定了结构的分析模型,对结构在无控状态下进行了模态分析,确定了结构的周期、频率及振型。最后为了研究粘滞阻尼墙在高层混凝土框架结构中的减震控制,本文采用在模态分析的基础上,在相应位置配置粘滞阻尼墙,采用Sap2000中的FNA法对结构进行减振控制分析,首先对结构进行在不同工况下的减振分析,选取其中比较优化的工况(工况四),在工况四的基础上,变换不同的频谱特性和不同的阻尼参数,研究粘滞阻尼墙在不同频谱特性下的减振效果以及阻尼参数的合理取值范围,从而为粘滞阻尼墙在高层混凝土框架结构中的应用提供合理化的建议。通过对比分析,本文得出:粘滞阻尼墙对结构具有显著的减振控制,并且减振效果随着布置数量的增多而加大;粘滞阻尼墙的附加阻尼力随着地震加速度的增大而增大;通过不同工况的对比分析,可知附加的阻尼墙集中配置在建筑结构中下部时,能取得更为有效的减振效果;通过不同频谱特性的对比分析,附加粘滞阻尼墙的建筑结构在不同频谱特性的地震波下,减振效果虽有差别,但是都能起到明显的耗能减振的效果。同样可以得出各控制点不但其最大响应值得到较好的控制,而且在整个地震波的持续时间内均有显著的减振效果;通过在不同阻尼参数下的对比分析,建议粘滞阻尼墙在高层混凝土框架结构中的参数合理取值范围:阻尼指数取0.3~0.5,阻尼系数Cw取20000~40000kN.s/m。
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