兩級摩擦阻尼器在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)能夠減輕結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)能力。目前該技術(shù)在建筑抗震中已經(jīng)發(fā)展較為成熟，包括基礎(chǔ)隔震、耗能減震、主動控制和混合控制等控制方法。但是，當(dāng)前減震控制研究大多是研究常規(guī)地震記錄的，對近斷層地震記錄的研究相對不足。考慮到位移相關(guān)摩擦阻尼器在橡膠基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和耗能減震結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的研究較少，提出一種新型的摩擦阻尼器，通過試驗分析與數(shù)值計算，研究了安裝兩級摩擦阻尼器的隔震結(jié)構(gòu)和耗能減震結(jié)構(gòu)在不同類型地震作用下的抗震

2、性能。本文的研究內(nèi)容主要有以下四個方面：
　?。?）本文首先根據(jù)被動摩擦阻尼器的原理和螺栓長孔的特性，設(shè)計并制作了一個具有兩級起滑力的摩擦阻尼器?；趲靷惸Σ磷枘釞C制建立其力學(xué)模型，并采用位移控制方式對兩級摩擦阻尼器試驗，驗證所提出的阻尼器力學(xué)模型的正確性。該兩級摩擦阻尼器主要由帶有槽孔的板和螺栓組成，由于板上槽孔長度不同，會出現(xiàn)兩種不同的摩擦阻尼力。該阻尼器通過調(diào)節(jié)螺栓預(yù)緊力，可以控制摩擦阻尼力的大小，具有很好的適應(yīng)能力。而且該

3、阻尼器制作簡單，各部件便于更換，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。
　?。?）在兩級摩擦阻尼器的基礎(chǔ)上，以一個典型的剪切型六層框架隔震結(jié)構(gòu)為例。建立安裝了兩級摩擦阻尼器的隔震結(jié)構(gòu)的動力方程，然后選取合適的常規(guī)地震波和近斷層地震波記錄并根據(jù)抗震規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，輸入地震波作用，對比原始框架結(jié)構(gòu)、鉛芯橡膠基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)和安裝兩級摩擦阻尼器的鉛芯橡膠基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的三種結(jié)構(gòu)地震動力響應(yīng)。通過數(shù)值計算分析兩級摩擦阻尼器的控制效果，結(jié)果表明兩級摩擦阻尼

4、器對結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)控制良好，結(jié)構(gòu)頂層加速度和底層剪力的控制不是較好，基本上有增加的趨勢。
　　（3）同樣以一個典型的剪切型六層框架耗能減震結(jié)構(gòu)為例。在結(jié)構(gòu)的每層放置一個兩級摩擦阻尼器，建立耗能減震結(jié)構(gòu)的動力方程，然后選取合適的常規(guī)地震波和近斷層地震波記錄，研究了各種地震作用下，原框架結(jié)構(gòu)和安裝兩級摩擦阻尼器的耗能減震結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。結(jié)果表明，兩級摩擦阻尼器能明顯降低結(jié)構(gòu)的各層位移，結(jié)構(gòu)各層加速度平均來說變化不明顯，各層剪力基本上是

5、減小的，說明兩級摩擦阻尼器對結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)有優(yōu)良的控制效果。并分析了兩級摩擦阻尼器的參數(shù)調(diào)整對結(jié)構(gòu)減震控制效果的影響。
　?。?）以耗能減震結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，研究了兩級摩擦阻尼器在六層剪切型框架中的最優(yōu)布置問題。在設(shè)定的放置兩個和三個摩擦阻尼器的條件下，輸入7度罕遇地震波，利用國際上通用評價指標(biāo)，對兩級摩擦阻尼器的控制效果進(jìn)行比較分析， 最后確定兩級摩擦阻尼器的最優(yōu)布置位置。同時從結(jié)構(gòu)振型的角度對布置進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)了根據(jù)振型的