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框架结构轻钢加层的地震反应控制分析
作 者: 董志磊
导 师: 谭燕秋
学 校: 河北工程大学
专 业: 结构工程
关键词: 钢结构 加层 地震反应 鞭鞘效应 调谐质量阻尼器(TMD)
分类号: TU352.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋加固与改造形式,在国内逐渐获得广泛的应用,但目前设计方法也不够完善,一般只对加层部分进行设计计算。但采用钢结构加层后,结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生了变化,尤其在加层钢框架与原有屋面连接处,侧移刚度发生突变,易形成结构薄弱层,加层刚度要比下部原结构刚度小,地震反应时易形成鞭鞘效应造成震害,因此对此类结构的地震反应控制非常必要。本文在充分吸收借鉴近阶段国内外关于TMD研究成果的基础上,提出在结构的顶部设置TMD控制结构的地震反应。由于TMD的引入,改变了结构的动力特性,在地震作用下消耗传至主体结构的能量,减小了主体结构的地震反应,增强了结构的抗震能力。本文采用有限元软件SAP2000,建立了某四层钢筋混凝土框架结构加二层钢框架后的模型,并在结构顶层设置调谐质量阻尼器(TMD)前后进行多遇地震作用下的时程分析。考虑了子结构与主结构的阻尼比μ的变化和TMD的布置形式,得到了在多遇地震下结构的顶层位移、顶层加速度、各层位移峰值、层间位移角等参数。通过对这写参数的分析对比得出结论。分析结果表明:设置TMD后使结构各层位移峰值得以降低,尤其顶层位移峰值降低最显著;顶层加速度峰值也显著降低。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第1章 绪论 9-19 1.1 概述 9-12 1.1.1 轻钢结构加层与改造的必要性 9-10 1.1.2 轻钢直接加层结构的形式 10-11 1.1.3 轻钢加层结构的优越性与不足之处 11-12 1.2 国内外加层改造应用及研究现状 12-15 1.2.1 国内外应用概况 12-13 1.2.2 房屋加层技术研究现状 13-15 1.3 工程结构减震控制概述 15-17 1.3.1 工程结构减震控制的概念及减震机理 15-16 1.3.2 工程结构减震控制的分类 16 1.3.3 结构被动调谐减震控制概述 16-17 1.3.4 TMD的研究及应用 17 1.4 本文研究的主要内容 17-19 第2章 TMD对结构地震响应的控制分析 19-31 2.1 结构体系的TMD地震控制 19-24 2.1.1 单质点体系的TMD地震控制研究 19-22 2.1.2 多质点体系的TMD地震控制研究 22-24 2.2 TMD参数优化分析 24-25 2.3 结构地震反应分析方法 25-30 2.3.1 振型分解反应谱法 25-27 2.3.2 时程分析方法 27-28 2.3.3 地震波的选取 28-30 2.4 本章小结 30-31 第3章 质量比对TMD控制效果的影响 31-44 3.1 本文研究对象概述 31-34 3.1.1 研究对象基本资料 31-32 3.1.2 分析模型的建立 32 3.1.3 参数的选取 32-34 3.2 时程分析 34-42 3.2.1 结构顶层地震反应结果分析 34-41 3.2.2 结构层间位移控制效果分析 41-42 3.3 本章小结 42-44 第4章 TMD的布置形式对控制效果的影响 44-55 4.1 分析模型的建立 44-45 4.1.1 分析计算基本资料 44-45 4.1.2 模型建立与参数的选取 45 4.2 时程分析 45-53 4.2.1 结构顶层地震反应结果分析 45-52 4.2.2 结构层间位移控制效果分析 52-53 4.3 本章小结 53-55 结论与展望 55-57 致谢 57-58 参考文献 58-61 作者简介 61-62 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 62
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构
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