鉛擠壓阻尼器的研制及結構消能減震相關問題的研究.pdf

1、消能減振技術的實施方法是把結構物的某些非承重構件設計成消能元件，或在結構物的某些部位裝設阻尼器。在強風或強震作用下，這些消能元件或阻尼器首先進入非彈性狀態(tài)，產生較大的阻尼，大量耗散能量，使主體結構的動力反應減小，有效地減輕結構的變形和損傷。性能優(yōu)良的阻尼器及理論方法是消能減震技術得以順利實施的關鍵。本文總結了近年來國內外學者在消能減震方面的研究成果，研究了鉛擠壓阻尼器及相關減震理論，具體研究了以下幾個方面的內容：研制了鉛擠壓阻尼器，闡述

2、了鉛擠壓阻尼器的構造、組成。分別用解析法和有限元法研究了鉛擠壓阻尼器的計算方法。介紹了鉛擠壓阻尼器的試驗加載系統(tǒng)，設計了試驗加載方案，采用不同控制振幅和控制頻率相組合的方式對鉛擠壓阻尼器進行了詳細地試驗研究。根據試驗測得的數據，計算了不同頻率、振幅條件下阻尼器的阻尼比和剛度，分析了頻率、振幅對阻尼器參數的影響，得到了鉛擠壓阻尼器的滯回模型，對比分析了試驗研究與理論研究的結果。闡述了鉛擠壓阻尼器在結構中的安裝方式，提出了鉛擠壓阻尼器與支撐

3、串聯(lián)時的滯回模型，研究了該滯回模型參數的計算公式；研究了將鉛擠壓阻尼裝置等效成阻尼比和剛度系數的方法，建立了消能裝置的通用等效計算公式；采用Bouc-Wen模型將存在折點的滯變模型轉化成連續(xù)模型；對比分析了等效模型與精確模型的計算結果。介紹了剪力墻結構的構造特點，分析了剪力墻的力學性能及其在抗震設計中的作用，研究了剪力墻在強震中的振動反應及可能出現(xiàn)的破壞形態(tài)?？偨Y了剪力墻結構減震的研究現(xiàn)狀，分析了各種減震方法的優(yōu)勢和缺陷。提出了沿豎向開

4、縫、設剛性牛腿，并沿豎向布置阻尼器的新方法。闡述了剪力墻結構的計算理論，分析了豎向阻尼減震剪力墻的受力、變形特征，建立了計算模型，提出了計算方法，推導了豎向阻尼減震體系的運動方程，該方程考慮了樓層水平運動和轉動的藕合作用。為對豎向阻尼減震體系的消能效果進行分析，采用離散方法，建立了體系的相對能量平衡方程，推導了各能量項的計算公式。運用算例對豎向阻尼體系在地震激勵下的反應進行了計算分析，列舉了各樓層的水平位移反應、樓層轉角反應、最大水平位

5、移、最大轉角位移等，并與未設阻尼器的原結構進行對比分析，沿豎向設置阻尼器可大幅減少結構的各項地震反應；運用文中建立的公式對結構的地震輸入能量和阻尼器消耗的能量進行了分析，結果顯示，在豎向減震體系中，阻尼器消耗了絕大部分的地震能量。阻尼器在各樓層的布置方式和數量對結構振動控制的影響是非常顯著的，阻尼器布置得合理，可在阻尼器數目盡可能少的情況下，獲得盡可能好的減震效果。文中設計了四種優(yōu)化目標函數，采用遺傳算法進行優(yōu)化計算，根據優(yōu)化目標計算了