粘滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用

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粘滞阻尼器是一种速度型的消能减震装置,它具有减震效果明显等优点,目前已广泛地应用在建筑结构的抗风抗震中。近年来利用消能减震进行加固的方法已成为对既有建筑进行抗震加固发展的新方向,采用粘滞阻尼器来进行减震加固在国内外已经受到了广泛的关注。本文在对粘滞阻尼器理论及工程应用国内外的研究现状进行综述的基础上,着眼于实际工程,利用有限元模拟的方法,对基于粘滞阻尼器的消能减震结构进行了计算理论、参数分析以及减震效果的研究。本文所完成的工作及结论如下:(1)利用SAP2000软件建立了某既有框架结构的三维非线性模型,结构模型中梁柱采用了集中塑性铰模型,对该结构模型采用不同参数的阻尼器进行时程分析,为结构选择了合适的参数。时程分析中地震波选择了四条具有典型且符合工程场地特性的人工波。通过对该既有建筑结构的模态分析研究了结构线性模型的动力特性。(2)在多遇地震下系统的分析中,结构采用线弹性模型,粘滞阻尼器采用非线性连接元模型。时程分析结果表明,采用粘滞阻尼器可使结构的层间位移角、楼板绝对加速度以及底部剪力均得到了良好的控制。(3)在罕遇地震下系统的分析中,结构模型中梁柱应用了集中塑性铰模型,并对结构每榀框架的塑性铰状态进行了统计和分析。非线性时程分析结果表明,粘滞阻尼器可以有效的减小结构弹塑性层间位移角、降低震后层间残余位移,同时明显减轻了梁柱塑性铰的转动需求。(4)利用SAP2000API二次开发的程序,计算出基于Park-Ang损伤模型的构件损伤指标,采用加权组合法计算楼层损伤指标以及结构整体的损伤指标。结构损伤分析结果表明,采用粘滞阻尼器对罕遇地震作用下结构损伤具有良好的减震控制效果。
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