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框架结构轻钢加层的地震反应控制分析

作　者: 董志磊
导　师: 谭燕秋
学　校: 河北工程大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢结构加层地震反应鞭鞘效应调谐质量阻尼器(TMD)
分类号: TU352.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋加固与改造形式,在国内逐渐获得广泛的应用,但目前设计方法也不够完善,一般只对加层部分进行设计计算。但采用钢结构加层后,结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生了变化,尤其在加层钢框架与原有屋面连接处,侧移刚度发生突变,易形成结构薄弱层,加层刚度要比下部原结构刚度小,地震反应时易形成鞭鞘效应造成震害,因此对此类结构的地震反应控制非常必要。本文在充分吸收借鉴近阶段国内外关于TMD研究成果的基础上,提出在结构的顶部设置TMD控制结构的地震反应。由于TMD的引入,改变了结构的动力特性,在地震作用下消耗传至主体结构的能量,减小了主体结构的地震反应,增强了结构的抗震能力。本文采用有限元软件SAP2000,建立了某四层钢筋混凝土框架结构加二层钢框架后的模型,并在结构顶层设置调谐质量阻尼器(TMD)前后进行多遇地震作用下的时程分析。考虑了子结构与主结构的阻尼比μ的变化和TMD的布置形式,得到了在多遇地震下结构的顶层位移、顶层加速度、各层位移峰值、层间位移角等参数。通过对这写参数的分析对比得出结论。分析结果表明：设置TMD后使结构各层位移峰值得以降低,尤其顶层位移峰值降低最显著；顶层加速度峰值也显著降低。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 概述  9-12
    1.1.1 轻钢结构加层与改造的必要性  9-10
    1.1.2 轻钢直接加层结构的形式  10-11
    1.1.3 轻钢加层结构的优越性与不足之处  11-12
  1.2 国内外加层改造应用及研究现状  12-15
    1.2.1 国内外应用概况  12-13
    1.2.2 房屋加层技术研究现状  13-15
  1.3 工程结构减震控制概述  15-17
    1.3.1 工程结构减震控制的概念及减震机理  15-16
    1.3.2 工程结构减震控制的分类  16
    1.3.3 结构被动调谐减震控制概述  16-17
    1.3.4 TMD的研究及应用  17
  1.4 本文研究的主要内容  17-19
第2章 TMD对结构地震响应的控制分析  19-31
  2.1 结构体系的TMD地震控制  19-24
    2.1.1 单质点体系的TMD地震控制研究  19-22
    2.1.2 多质点体系的TMD地震控制研究  22-24
  2.2 TMD参数优化分析  24-25
  2.3 结构地震反应分析方法  25-30
    2.3.1 振型分解反应谱法  25-27
    2.3.2 时程分析方法  27-28
    2.3.3 地震波的选取  28-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章质量比对TMD控制效果的影响  31-44
  3.1 本文研究对象概述  31-34
    3.1.1 研究对象基本资料  31-32
    3.1.2 分析模型的建立  32
    3.1.3 参数的选取  32-34
  3.2 时程分析  34-42
    3.2.1 结构顶层地震反应结果分析  34-41
    3.2.2 结构层间位移控制效果分析  41-42
  3.3 本章小结  42-44
第4章 TMD的布置形式对控制效果的影响  44-55
  4.1 分析模型的建立  44-45
    4.1.1 分析计算基本资料  44-45
    4.1.2 模型建立与参数的选取  45
  4.2 时程分析  45-53
    4.2.1 结构顶层地震反应结果分析  45-52
    4.2.2 结构层间位移控制效果分析  52-53
  4.3 本章小结  53-55
结论与展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
作者简介  61-62
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  62

框架结构轻钢加层的地震反应控制分析

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