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高位转换耗能减震结构体系分析研究
作 者: 吴从晓
导 师: 焦兆平;周云
学 校: 广州大学
专 业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 高位转换耗能减震结构体系 耗能减震装置 铅粘弹性阻尼器 力学模型
分类号: TU352.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
近几十年来,随着高层建筑的不断发展,带高位转换层的高层建筑越来越多,但在高位转换结构中由于其竖向构件不能连续布置,导致结构竖向刚度分布不均匀,在地震作用下易产生薄弱层,因此,该种体系极不利用抗震。由于耗能减震装置能给结构提供一定的附加阻尼和附加刚度减小结构在地震作用下的反应,因此,本文对加入耗能减震装置后的高位转换耗能减震结构体系进行深入的分析,主要研究内容包括:(1)对应用于高位转换耗能减震结构体系中的位移相关型耗能减震装置力学模型进行了研究,并利用Bouc-Wen模型模拟铅粘弹性阻尼器的滞回性能;(2)在现有耗能减震结构分析与设计研究成果基础上,研究了高位转换耗能减震结构体系的分析与设计方法,包括体系在多遇震作用下的弹性分析方法和罕遇震作用下的弹塑性分析方法,并结合算例分析了该种结构体系在多遇震作用下转换层板和剪力墙应力的分布情况;(3)通过对高位转换耗能减震结构体系静力弹塑性分析方法研究,提出了安装位移相关型耗能器的高位转换耗能减震结构体系等效阻尼比的计算方法,其中耗能减震装置的滞回性能采用SAP2000中的Plastic(wen)模型进行模拟;(4)根据耗能减震结构期望阻尼比设计方法的特点,建立了高位转换耗能减震结构体系中采用铅粘弹性阻尼支撑时期望阻尼比法的设计过程;(5)对实际工程算例进行分析,检验高位转换耗能减震结构体系的实际性能。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 目录 7-10 CONTENTS 10-13 第一章 绪论 13-25 1.1 高位转换结构概述 13-17 1.1.1 高位转换结构研究现状 13-16 1.1.2 高位转换结构存在的问题 16-17 1.2 耗能减震结构研究概述 17-21 1.2.1 耗能减震装置分类 18-19 1.2.2 耗能减震装置的类型与性能 19-21 1.2.3 耗能减震技术工程应用 21 1.3 高位转换耗能减震结构体系概述 21-23 1.4 本文研究背景和意义 23 1.5 本文研究内容 23-25 第二章 金属耗能器及铅粘弹性阻尼器力学模型 25-37 2.1 金属耗能器恢复力模型 25-29 2.1.1 理想弹塑性模型 25-26 2.1.2 双线性模型 26-27 2.1.3 Ramberg-Osgood模型 27-28 2.1.4 Bouc-Wen模型 28-29 2.2 铅粘弹性阻尼器力学模型 29-35 2.2.1 铅粘弹性阻尼器构造与性能 29-30 2.2.2 双线性模型 30-31 2.2.3 双线性-RO模型 31-32 2.2.4 Bouc-Wen模型 32-35 2.3 小结 35-37 第三章 高位转换耗能减震结构弹性地震反应分析 37-59 3.1 振型分解反应谱法 37-40 3.1.1 等效线性化 37-38 3.1.2 高位转换耗能减震结构振型分解法 38-39 3.1.3 反应谱与地震效应计算 39-40 3.2 时程分析法 40-42 3.2.1 地震波选取 40-41 3.2.2 高位转换耗能减震结构分析模型 41-42 3.3 算例分析 42-57 3.3.1 结构概况 42-44 3.3.2 结构动力特性分析 44-49 3.3.3 结构体系转换层板应力 49-52 3.3.4 剪力墙应力 52-53 3.3.5 结构体系的位移 53-55 3.3.6 不同转换层位置结构分析 55-57 3.4 小结 57-59 第四章 高位转换耗能减震结构弹塑性地震反应分析 59-71 4.1 非线性时程分析法 59-61 4.1.1 概述 59-60 4.1.2 构件塑性铰的定义与设置 60-61 4.2 静力弹塑性分析法 61-66 4.2.1 概述 61 4.2.2 侧向荷载作用方式 61-63 4.2.3 等效阻尼比计算 63-66 4.3 算例分析 66-69 4.4 小结 69-71 第五章 高位转换耗能减震结构体系设计方法 71-77 5.1 期望阻尼比设计法 71-75 5.1.1 阻尼与结构反应关系 71-73 5.1.2 期望阻尼比 73-74 5.1.3 耗能减震装置选择 74 5.1.4 耗能支撑设计 74-75 5.2 小结 75-77 第六章 高位转换耗能减震结构工程应用实例分析 77-105 6.1 工程概况 77-79 6.2 耗能减震装置的选择与布置 79-82 6.2.1 耗能减震装置的选择 79 6.2.2 耗能减震装置的布置 79-81 6.2.3 耗能支撑连接与构造 81-82 6.3 分析模型及耗能器参数 82-85 6.4 分析结果 85-93 6.4.1 结构周期 85 6.4.2 反应谱分析结果 85-87 6.4.3 时程分析结果 87-93 6.5 不同工况结构的地震反应分析 93-102 6.6 小结 102-105 第七章 结论与展望 105-107 7.1 主要研究结论 105 7.2 展望 105-107 参考文献 107-112 攻读学位期间发表的论文 112-113 致谢 113
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构
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