粘滞阻尼器在结构抗震设计中的应用

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本文在研究缸式粘滞阻尼器的构造、性能及其影响因素的基础上,研究了粘滞阻尼装置的计算模型及支撑对粘滞阻尼装置性能的影响。分析表明,要保证阻尼装置在地震荷载作用下不发生屈曲导致阻尼减振失效,支撑刚度在通常情况下比结构的刚度大很多,所以可忽略支撑刚度的影响;而合理的支撑形式与合理的布置方式,会使与粘滞阻尼装置相连的梁柱产生的附加内力尽可能小。 本文详细阐述了安装粘滞阻尼装置的结构地震反应分析计算方法:反应谱法和时程分析法;由于现行的国家抗震规范给出的只是单纯的加速度反应谱,在结构的阻尼比较大时,加速度反应谱与位移反应谱、速度反应谱不再存在原有的较简单的关系,由加速度反应谱只能求得质点惯性力,不能借以直接求出结构内力,不能很好地完成减震结构的分析,本文提出了联合采用加速度反应、位移反应谱和速度反应谱求解阻尼减震结构的方法。而时程分析法是一种普遍适应的方法,可以求出地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应,从而也就可以得到每一瞬时的构件剪力、阻尼器出力和地震力。探讨了安装粘滞阻尼装置的结构抗震设计方法;给出了粘滞阻尼器的附加阻尼比的计算方法,探讨了粘滞阻尼器的速度指数α的取值问题;最后给出了建议的具体设计方法步骤,以供设计参考使用。 对一个简化的5层钢筋混凝土框架结构,用SAP2000对安装粘滞阻尼器前后的结构进行模态和时程分析,验证了粘滞阻尼器的减震性能;并对比分析了粘滞阻尼器采用不同的速度指数时对结构的减震效果的影响;结果表明,速度指数较小的粘滞阻尼器对结构的减震控制更为有效。另外还分析讨论了不同的阻尼器布置方案对结构受力的影响,分析计算表明不同的布置方案对结构的控振能力基本相同,但对柱轴力的影响却不尽相同。 文章最后研究了安装粘滞阻尼器的刚性桩复合地基振动台试验,并对试验结果进行了理论分析,从实际上验证了粘滞阻尼器的减震性能。
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