粘滞阻尼支撑框架结构地震反应分析及设计方法研究

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粘滞阻尼支撑是近年来应用较为广泛的一种结构消能减震形式,在工程中得到了广泛的应用,部分结构已经受了地震的考验,表现出了良好的减震效果,同时取得了一定的经济效益。但目前国内对该类结构尚未形成系统的设计理论,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中也仅提出了消能减震结构的相关设计要点,这制约了该项技术的大规模推广应用。本文对粘滞阻尼支撑框架结构设计中的相关问题进行了研究,提出了较为系统的设计方法,为规范的修订提供依据。   本文主要工作如下:   1.研究了粘滞阻尼支撑装置的力学性能,对该类减震结构的地震响应进行了系统分析,对不同的分析方法进行了对比。指出了附加粘滞阻尼支撑框架结构的适用分析方法,并给出了该类结构的地震响应特点。   2.本文对粘滞阻尼支撑减震结构的阻尼比计算方法进行了研究,并对中、美、日三国的计算方法进行了对比,提出了基于阻尼器和支撑构件自身特性的等效阻尼比计算方法,并对该建议计算方法精度进行了验证。   3.本文通过对大量模型的计算,对不同布置的粘滞阻尼支撑节点附近构件内力进行了对比研究,找出了对结构受力更有利的支撑布置形式。同时对粘滞阻尼支撑体系的等效刚度进行了研究,指出该等效刚度由阻尼器内部刚度和支撑刚度串联组成,并给出了等效刚度的计算方法。   4.对我国目前减震结构设计方法进行了评价,同时引入日本粘滞阻尼支撑结构设计方法,对其进行深入研究,并汲取其合理的设计理念,结合我国相关设计方法,提出了一套粘滞阻尼支撑框架结构的简化设计方法。最后通过实例对该设计方法进行了验证,并将设计结果和时程分析结果进行比较,证明了该方法的合理性。
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