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钢—混凝土核心筒混合结构兼有钢结构施工速度快和混凝土结构刚度大、成本低等优点,在中国目前已建成的或在建的超高层结构中,约有2/3采用的是钢—混凝土混合结构。在这种结构体系中,混凝土核心筒结构刚度有余,强度不足,外框架强度相对有余,刚度不足。地震时,框架和核心筒振动不协调,两者之间传统的刚接或铰连接容易发生破坏。同时,地震作用在两者之间的分配差别很大,在作为第一抗震防线的核心筒发生破坏后,外框架很难起到第二抗震防线的作用。于是,本文结合钢—混凝土混合结构自身的特性,提出用消能减震装置连接框架和核心筒,以形成耦合振动被动控制体系来优化结构的抗震性能,本文的主要工作如下:
首先,本文在曲拐层串简化模型的基础上,提出混合结构耦合振动被动控制简化模型——并联双列曲拐分层多质点模型。
其次,本文归纳了近年来开发和应用的消能装置及其各自的力学模型,详细介绍了在结构层间设置阻尼器时阻尼参数的设定,并提出了混合结构楼层平面上设置阻尼器时阻尼参数的设定和优化方法。
最后,通过一个钢—混凝土混合结构实例,对结构在粘滞阻尼器连接和实际的刚性连接两种情况下的抗震性能进行了对比分析,得出了一些对以后的研究和工程有指导意义的结论,并对以后的研究工作提出了一些展望。