大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)減震技術(shù)研究與應用.pdf

1、近年來，國內(nèi)外學者對結(jié)構(gòu)減振進行了較系統(tǒng)的研究并己應用于多高層結(jié)構(gòu)，但將減振技術(shù)用于大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究較少，更缺乏系統(tǒng)性研究。本文對大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用消能減震方法進行了較為系統(tǒng)的研究，其中包括結(jié)構(gòu)的動力響應分析、消能減震計算模型和方法、阻尼器設(shè)置方案、阻尼器阻尼系數(shù)優(yōu)化等。 以西安機庫和北京機庫為模型，采用三維空間桿系模型對大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)動力響應進行了分析。從分析結(jié)果可以看出，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的動力特性復雜，結(jié)構(gòu)在水平方向和豎直方向振

2、動往往是同一量級的；而機庫網(wǎng)架由于下部入口引起整體結(jié)構(gòu)不對稱，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應明顯，在地震計算中需要考慮多維地震下的組合效應。從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力分布圖中可以看出，豎向地震作用對網(wǎng)架抗震驗算起主要控制作用。同時通過考慮下部支承結(jié)構(gòu)的整體建模計算發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的水平地震內(nèi)力同樣可觀，水平地震內(nèi)力分布與支承布置方式有關(guān)；機庫開口方向是網(wǎng)架水平地震的薄弱方向。 以一正放四角錐網(wǎng)架為模型，對大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的減震方法進行研究。針對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)

3、構(gòu)特點，提出采用消能減震方法來增加網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的阻尼達到減震效果。并且提出采用粘滯流體阻尼器作為下弦冗余桿件以及用粘彈性阻尼器替換網(wǎng)架中動力放大系數(shù)較大的桿件這兩種消能減震方案。提出采用時程分析方法作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消能減震計算方法，根據(jù)阻尼器力學特性對設(shè)置了阻尼單元網(wǎng)架的阻尼矩陣和剛度矩陣進行了修正。計算結(jié)果表明減震效果較為明顯。 對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)替換桿件前后的動力特性進行了對比，結(jié)果表明屋蓋結(jié)構(gòu)由于桿件替換變?nèi)?，在替換前需要對方案進行驗證，

4、并對被替換桿件進行重要性驗算。簡述了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消能減震優(yōu)化設(shè)計原理，提出了目標函數(shù)以及設(shè)計變量。針對阻尼器阻尼系數(shù)以及阻尼器設(shè)置位置這兩個參數(shù)進行了簡化計算分析，并建議盡量將阻尼器設(shè)置在邊緣網(wǎng)格，阻尼系數(shù)不宜過大。 比較了三種主要方案的減震效果，通過減震效果分布圖可以發(fā)現(xiàn)，對于上下弦桿以及腹桿，減震效果是不同的。對于上下弦桿來說，邊緣減震效果較好，但是分布不均勻，中部減震效果略差，但是分布較為均勻；而腹桿的減震效果整體較均勻。針對