双层柱面网壳结构的消能减震研究

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1、双层柱面网壳的减震研究(2)对于网壳模型建立安装了粘滞阻尼装置后结构在地震荷载作用下的动力响应方程，并分析其受力。(3)分析采用粘滞阻尼后的双层柱面网壳结构的减震效果。(4)以替换位置、数量、阻尼系数、阻尼指数为影响因素，分析其对网壳结构减震的影响。5河北农业大学硕士学位(毕业)论文2粘滞阻尼器的耗能减震理论与抗震分析方法2．1双层柱面网壳结构的耗能减震理论2．1．1双层柱面网壳的特点：1．从静力性状来看影响静力性状的因素很多，主要有结构的几何外形和拓扑形式，荷载类型及边界条件等。形式不同的网壳，结构变化规律，内力分配规律相差共远。对于同一形

2、式的网壳结构，则因其几何外形，尤其是矢跨比的不同而有不同的结构反应。此外网壳结构是一类边界敏感型的结构，边界约束的细微变化竟有可能使结构产生相当大的变化。从实际计算中得出：双层柱面网壳的上、下弦杆都处丁：受压状态。上弦杆最大轴向压力发生在边缘弦杆，沿结构纵向母线方向的轴力最小。随着矢跨比的的增大，网壳上弦杆拱向边缘弦杆的轴力将逐渐减小，当矢跨比很大，接近半圆时，下弦部分杆件中将出现拉力。上弦杆静内力沿拱轴方向呈双波分布，上弦最大静内力发生在边缘杆，沿拱轴方向1／4波宽和3／4波宽处静力最小，下弦杆与上弦杆正好相反。边界条件对网壳静力特性影响很

3、大。A)两边纵向固定铰支撑，两端部自由B)两边纵向固定支撑，两端部可动铰支撑C)四边上弦固定铰支撑三种边界条件下，C边界条件下，网壳端部中间结点的位移最小，此时网壳刚度最大。2．从动力特性来看柱面网壳振型以水平振型为主，其第一振型一般为水平振型。网壳的基频随网壳矢跨比的增大而减小(水平刚度降低)。虽网壳跨度的增大而降低，随网壳厚度的增大而增大，虽屋面荷载的增大而减小。另外，边界条件对柱面网壳结构的动力特性有较大的影响。如：当四边为简支约束时网壳的各阶频率明显大于两纵向边简支约束，而两端部仅设垂直约束的情况。3．双层柱面网壳的地震反应(1)柱面

4、网壳的水平地震反应呈现出较强的单向特性，沿结构拱轴方向的杆件地震方向一般较大，而沿结构纵向母线方向除端部杆件地震反应较大外，其余腹杆的动力反应较小。(2)不同的矢跨比将网壳从竖向地震反应为主转为水平地震为主，对于周边支撑网壳大约以矢跨比等于1／6为界，矢跨比小于1／6时，网壳以竖向动力反应为主，矢跨比大于1／6时，以水平地震反应为主。(3)在常用矢跨比范围内，随时跨比的增大，网壳主要横向弦杆的地震反应增大，且动力反应的峰值向跨中平移；当矢跨比超过0．30时，动力反应峰值有所下降。随矢跨比的增大，竖向地震反应减小，且拱向动力反应分布趋于平缓。(

5、4)随着网壳厚度的增大，结构上弦杆动力降低，但降幅不大，下弦杆动力变化不明显。(5)端部支撑的设置对结构动力反应的影响主要局限于结构端部一、二网格内。6双层柱面网壳的减震研究(6)屋面荷载越大，地震反应越大。(7)阻尼比越小，地震反应越大。(8)对双纵向边简支，两端部仅设竖直约束的网壳，结构端部附近一二个网格内的纵向杆件的静力虽然较小，但这部分杆件的动力反应却很大。2．1．2粘滞阻尼器分类前一章所述的阻尼器除TMD外，其余阻尼器都是以固体材料作为阻尼介质对原结构附加阻尼，从而达到减震的目的。从本章及后续的章节中，笔者将重点从数个方面对以液体材

6、料即粘滞流体为阻尼介质的阻尼器作探讨。这里所说的粘滞流体阻尼器等价于粘滞阻尼器或粘滞消能器，下同。第一节粘滞流体阻尼器简介广泛用于军工界和航天界的粘滞流体阻尼器自1993年由美国学者Constantinou等将其用于结构工程界以来，由于其具有能在宽频域范围内使结构保持粘滞线性反应、对温度的不敏感性、产生的阻尼力与位移异相(即相位差兀／2)等优点，因而土木工程领域越来越看好其减震耗能的前景1331。广义上讲，粘滞流体阻尼器有以下几种类型：一、圆柱状筒式粘滞流体阻尼器由GERBVibrationControl公司生产制造、如图1所示。籍外筒图lG

7、ERB公司生产制造的圆柱状筒式粘滞流体阻尼器Fig．1GERBcompanyproductivecylindricalviscousdamper此种阻尼器通过活塞在诸如硅凝胶体等高浓度、高粘滞性的流体内运动使之变形进而耗散地震输入结构体系的能量(将机械能转化为热能)从而达到减震之目的。该阻尼器目前主要用于管网的振动控制以及作为隔震系统的组件。如图所示，其“肋”和其它几何细节等有关活塞的设计将是提高该阻尼器抗震性能的关键，同时也可知，该阻尼器由于其轴对称性因而可在上下、前后、左右三个方向起到减震的作用。二、粘滞阻尼墙【4】7河北农业大学硕士学位

8、(毕业)论文该阻尼装置，如图2所示，由日本的sumitomoConstructionCompany始创，并成功用于日本shizuokaeity的sut—Buildi