核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)減震性能試驗及理論分析.pdf

1、核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系作為一種新型結(jié)構(gòu)體系，受到國內(nèi)外學(xué)者和工程界越來越多的關(guān)注。本文從加強主體結(jié)構(gòu)抗震性能和充分利用懸掛結(jié)構(gòu)良好的減震性能角度出發(fā)，首次提出并研究了上部為懸掛結(jié)構(gòu)而下部為框架．核心筒結(jié)構(gòu)的“核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)體系”，并研究了底部加鋼支撐的“核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系”。并針對本文結(jié)構(gòu)體系研制了一種新型復(fù)合耗能器，試驗和理論分析表明，本文研究的新型懸掛結(jié)構(gòu)及其新型耗能器可有效控制結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，減震效果良好。 本文主要貢獻：

2、 1 研制了一種“內(nèi)藏X形軟鋼板鉛復(fù)合耗能器”，并對幾種不同構(gòu)造形式的“軟鋼鉛復(fù)合耗能器”和“軟鋼耗能器”進行了低周反復(fù)荷載對比試驗研究。根據(jù)耗能器的屈服力、屈服位移、極限承載力、延性以及耗能能力等工作性能和耗能性能方面進行對比分析，表明其耗能性能良好。在內(nèi)藏x形軟鋼板鉛復(fù)合耗能器和軟鋼耗能器的試驗研究基礎(chǔ)之上，進行了理論分析，理論計算滯回曲線與實測滯回曲線吻合較好。建議了其恢復(fù)力模型。 2 對于安裝有“內(nèi)藏X形軟鋼板鉛復(fù)

3、合耗能器”的“核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系”和“核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)體系”這兩種結(jié)構(gòu)體系進行了模擬地震振動臺試驗研究。研究了結(jié)構(gòu)體系在不同地震波激勵作用下的動力特性、動力反應(yīng)，同時對比研究了這兩種模型結(jié)構(gòu)的減震性能。試驗結(jié)果表明：在相同的地震波輸入下，“核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系”以及“核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)體系”的位移反應(yīng)、加速度反應(yīng)和最大基底剪力明顯小于相關(guān)的“框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系”的動力反應(yīng)，這說明懸掛結(jié)構(gòu)具有明顯減震性能，這是兩種良好的減震控制結(jié)構(gòu)體系

4、。 3 建立了“核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系”以及“核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)體系”這兩種結(jié)構(gòu)整體抗震分析的簡化力學(xué)模型和理論公式，并進行了相應(yīng)的計算分析，計算結(jié)果與試驗吻合較好。 4 建立了結(jié)構(gòu)分析的有限元模型。利用SAP2000有限元程序，對模型結(jié)構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)動力特性分析和結(jié)構(gòu)的動力時程分析。(1)對于“核心筒懸掛結(jié)構(gòu)體系”，在線性時程分析中，利用殼單元模擬核心筒和樓板，用梁單元模擬懸掛大梁，桿單元模擬吊桿；在非線性時程分析中，利用組

5、合帶斜向支撐的多垂直桿單元模擬核心筒加鋼支撐的底部墻肢，利用組合多垂直桿單元模擬核心筒其它部位墻肢，利用link單元中的滯回模型模擬復(fù)合耗能器，利用link單元模擬連梁單元，其它單元模擬與線性時程分析中的相同，理論計算與試驗結(jié)果吻合較好。(2)對于“核心筒部分懸掛結(jié)構(gòu)體系”，在線性時程分析中，利用殼單元模擬核心筒和樓板，用梁單元模擬懸掛大梁、框架梁，柱單元模擬框架柱，桿單元模擬吊桿；在非線性時程分析中，利用組合多垂直桿單元模擬核心筒墻肢