浅析三维地震作用粘弹性阻尼结构反应分析与阻尼器优化布置

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1、硕士学位论文三维地震作用粘弹性阻尼结构反应分析与阻尼器优化布置SEISMICRESPONSEANALYSISOFVISCOELASTICSTRUCTURESANDOPTIMALPLACEMENTOFDAMPERSUNDERMULTI-DIMENSIONEARTHQUAKES郑伟国哈尔滨工业大学2005年10月国内图书分类号：TU352.1国际图书分类号:624.014工学硕士学位论文三维地震作用粘弹性阻尼结构反应分析与阻尼器优化布置硕士研究生：郑伟国导师：段忠东教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2005年1月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TU352.1U.D.C.:624.014DissertationfortheMasterDegreeofEngineering.SEISMICRESPONSEANALYSISOFVISCOELASTICSTRUCTURESANDOPTIMALPLACEMENTOFDAMPERSUNDERMULTI-DIMENSIONEARTHQUAKESCandidate：ZhengWeiguoSupervisor：Prof.DuanZhong-dongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：StructuralEngin

3、eeringDateofOralExamination：October,2005University：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要粘弹性阻尼结构作为一种被动耗能减振结构，由于其良好的减振效果，在结构抗风、抗震工程中得到了广泛应用。目前，粘弹性阻尼结构的抗震分析与设计方法，多数都是将结构简化成平面结构，考虑单向地震作用进行分析与设计。实际上地震不仅存在着三个平动分量，还存在着三个转动分量。而结构的偏心也会造成结构反应的多维化。本文采用状态空间法对粘弹性阻尼结构进行了多维地震动作用下地震反应分析，并提出了针对研究了多维地震动情况的阻尼器优化布置策略。地震中的转动分

4、量是进行多维地震动反应分析的基础，但实际上却很难通过直接手段测得。本文首先介绍了合成地震中转动分量的两种方法：行波法和频域法，并采用这两种方法合成了ElCentro和SanLuisObispo地震记录的转动分量。采用状态空间方法建立了结构在多维地震作用下的运动方程。针对一个六层粘弹性阻尼结构，进行地震作用下平动反应分析、平扭耦联反应分析，并分析比较了平动反应、平扭耦联反应和扭转地震动效应的特点，以及粘弹性阻尼对上述反应的控制效果。粘弹性阻尼器位置的合理设置是粘弹性阻尼结构设计过程中重要的环节。传统的阻尼器布置方法常将结构简化为平面结构，故只能优化出各层阻尼器数量。对于多维地震反应情况，本文研究

5、和提出了几种粘弹性阻尼器布置方法，可以优化确定阻尼器的空间位置，并与传统方法进行了对比分析。关键词粘弹性阻尼结构；多维地震动；平-扭耦联反应；优化布置-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractViscoelasticstructure,atypeofpassiveenergydissipationstructure,iswidelyappliedaswind-resistantandaseismicstructurebecauseofitsexcellentperformanceinvibrationsuppression.It’scommonpracticeusingtwo-dim

6、ensionstructuralmodelandone-directionseismicloadinaseismicanalysisanddesign.Actuallyseismicloadsismultiple-directionalwiththreetranslationandthreerotationcomponents.Andthestructuralunsymmetryalsomakesthestructuralresponsesmulti-dimensional.Inthispapertheresponsesofviscoelasticstructuresundermulti-di

7、mensionalseismicloadisanalyzedusingthestatespacemethod,andthestrategytooptimizetheplacementsofdampersinthree-dimensionstructureisproposed.Structuralresponseanalysisundermulti-dimensionalseismicloaddem