附加调谐质量阻尼器结构的减震性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:lvzhenzhuo112
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近些年,越来越多的大地震使人们逐渐意识到传统结构抵御地震灾害的局限性。研究表明,对建筑结构施加控制装置形成消能减震结构是一种合理有效的减震途径。基于目前调谐质量阻尼器使用中存在的一些不足之处,本文提出了一种新型子结构,并与主结构组成全新的消能减震结构。其基本思想为:将结构中某一房间的楼板与梁、柱、墙都分隔开来,并在楼板下方设置肋梁,在肋梁与结构框架梁之间设置铅芯橡胶隔震支座,楼板与四周柱之间设置钢弹簧。从而由肋梁、楼板的自重以及正常使用时楼板上的的活荷载换算得出子结构的质量。以铅芯橡胶隔震支座的抗侧刚度和阻尼代替子结构的弹簧和阻尼元件。本文首先介绍了TMD减震体系的基本原理,并以附加TMD的单质点和多质点体系为研究对象,建立振动微分方程,编制电算程序,进行弹塑性时程分析。计算在四条不同地震动作用下,原结构与消能减震结构的地震反应,对比两种结构的能量关系;并提出了简单有效的TMD设计方法。得出的研究结果如下:1.通过对结构附加TMD后的地震响应、能量关系分析可知,由上述子结构与主结构形成的消能减震结构对地震作用具有良好的控制效果。2.基于结构的各阶振型,研究了子结构设置位置及个数对消能结构地震响应的影响。结果表明把所有振型选作减震对象来设置子结构的效果并不理想,而选择影响较大的前几阶振型作为减震对象设置子结构时的减震效果好反而较好。3.以选取的算例模型为研究对象,对比了原结构与消能减震结构在四种地震动作用下地震响应及能量关系。分析结果表明:本文提出的消能减震结构,对结构的位移、加速度、层间位移角以及最大剪力都有非常显著的控制效果;且TMD充分发挥作用,消耗了大部分地震输入的能量;使主结构自身各部分的耗能都得到明显的减小,从而很好的保护了主体结构。4.基于定点理论并通过比较分析提出了全新的TMD设计方法。通过对12层钢框架结构的计算分析验证了定点理论修正法的合理性和可靠性,结果表明该方法可行且对工程实例设计具有一定的参考意义。
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