钢管橡胶混凝土柱的阻尼比及其抗震性能有限元分析

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a595420725
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地震过程中有效耗散地震能量的性能对保证建筑结构在遭遇地震时的安全性具有重要意义,因此如何提高建筑结构的耗能能力是我们面临的重要课题。钢管混凝土结构具有承载力高、延性好、经济效益好等优点,被广泛应用于实际工程中。徐培蓁、河野昭彦基于钢管混凝土柱屈服后承载力降低不明显及延性好的性能,提出了允许部分柱屈服的混合屈服机制。为提高屈服柱的耗能能力,并有效利用废弃橡胶,本课题提出了:钢管橡胶混凝土柱。内填橡胶混凝土由于外包钢管的约束作用,其承载力将明显提高,且属于粘弹性材料的橡胶将提高屈服柱的阻尼耗能能力。因此钢管橡胶混凝土柱在地震时能有效耗散地震能量,从而避免建筑结构在地震中的破坏。本文采用试验及理论分析方法,测得了不同橡胶掺量、轴压下钢管橡胶混凝土柱的固有频率及阻尼比,并将其应用到框架结构的弹塑性时程分析中,研究阻尼耗能对混合屈服机制框架结构抗震的影响。具体介绍如下:(1)本文设置了四根钢管橡胶混凝土柱,控制参数为橡胶掺量和轴压比,分别为橡胶掺量=0%、10%、20%、30%、轴压比n=0、0.2、0.4、0.5,利用自由振动法测得钢管橡胶混凝土柱的时域波形,采用时域分析法,分析柱的频率及阻尼比。结果表明橡胶掺量在20%时,阻尼比的增加倍率最大。施加轴压后,改变了钢管橡胶混凝土柱的悬臂状态,对结构的频率及振型影响较大,但阻尼比仍表现出随着橡胶掺量的增加而增加的规律。(2)利用有限元分析软件SNAP,对钢管橡胶混凝土柱阻尼比测试试验进行模拟分析,得到了钢管橡胶混凝土柱的频率及振型。在悬臂状态时,其结果与试验结果具有一致性。在模拟轴压影响时,由于试验加载装置的复杂性,难以在模拟中实现与试验状态的一致,模拟值与试验值有一定差距。(3)利用SNAP对基于混合屈服机制设计的钢管橡胶混凝土框架结构进行弹塑性时程分析,研究不同橡胶掺量对层间位移、阻尼耗能、框架柱的剪力及变形能的影响。结果表明:屈服柱阻尼比的提高对减小层间位移,增加框架结构的阻尼耗能具有显著效果,能有效提高结构的抗震安全性。
其他文献
拓扑优化是目前结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题之一。通过拓扑优化可以使结构在布局上达到最优,相对于传统设计,拓扑优化使设计具有更多的自由度,能够获得更大的效益,所