浅论核心筒部分悬挂结构减震性能试验及理论分析

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1、北京工业大学博士学位论文核心筒部分悬挂结构减震性能试验及理论分析姓名：卢智成申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：曹万林20070401摘要摘，要核心筒悬挂结构体系作为一种新型结构体系，受到国内外学者和工程界越来越多的关注。本文从加强主体结构抗震性能和充分利用悬挂结构良好的减震性能角度出发，首次提出并研究了上部为悬挂结构而下部为框架．核心筒结构的“核心筒部分悬挂结构体系”，并研究了底部加钢支撑的“核心筒悬挂结构体系”。并针对本文结构体系研制了一种新型复合耗能器，试验和理论分析表明，本文研究的新型悬挂结构及其新型耗能器可有效控制结构地震反应，减震效果良好。本

2、文主要贡献：l研制了一种“内藏x形软钢板铅复合耗能器”，并对几种不同构造形式的“软钢铅复合耗能器”和“软钢耗能器”进行了低周反复荷载对比试验研究。根据耗能器的屈服力、屈服位移、极限承载力、延性以及耗能能力等工作性能和耗能性能方面进行对比分析，表明其耗能性能良好。在内藏x形软钢板铅复合耗能器和软钢耗能器的试验研究基础之上，进行了理论分析，理论计算滞回曲线与实测滞回曲线吻合较好。建议了其恢复力模型。2对于安装有“内藏x形软钢板铅复合耗能器”的“核心筒悬挂结构体系”和“核心筒部分悬挂结构体系”这两种结构体系进行了模拟地震振动台试验研究。研究了结构体系在不同地震波激励

3、作用下的动力特性、动力反应，同时对比研究了这两种模型结构的减震性能。试验结果表明：在相同的地震波输入下，“核心筒悬挂结构体系”以及“核心筒部分悬挂结构体系”的位移反应、加速度反应和最大基底剪力明显小于相关的“框架一核心简结构体系”的动力反应，这说明悬挂结构具有明显减震性能，这是两种良好的减震控制结构体系。3建立了“核心筒悬挂结构体系”以及“核心筒部分悬挂结构体系”这两种结构整体抗震分析的简化力学模型和理论公式，并进行了相应的计算分析，计算结果与试验吻合较好。4建立了结构分析的有限元模型。利用SAP2000有限元程序，对模型结构进行了结构动力特性分析和结构的动力

4、时程分析。(1)对于“核心筒悬挂结构体系”，在线性时程分析中，利用壳单元模拟核心筒和楼板，用梁单元模拟悬挂大梁，，舟单元模拟吊杆；在非线性时程分析中，利用组合带斜向支撑的多垂直杆单元模拟屯蘸心筒加钢支撑的底部墙肢，利用组合多垂直杆单元模拟核心筒其它部位北京工业大学工学博士学位论文墙肢，利用link单元中的滞回模型模拟复合耗能器，利用link单元模拟连梁单元，其它单元模拟与线性时程分析中的相同，理论计算与试验结果吻合较好。(2)对于“核心筒部分悬挂结构体系”，在线性时程分析中，利用壳单元模拟核心筒和楼板，用梁单元模拟悬挂大梁、框架梁，柱单元模拟框架柱，杆单元模拟

5、吊杆；在非线性时程分析中，利用组合多垂直杆单元模拟核心筒墙肢部位，利用link单元中的滞回模型模拟复合耗能器，利用link单元模拟连梁单元，其它单元模拟与线性时程分析中的相同，理论计算与试验结果吻合较好。关键词：核心简；部分悬挂结构；复合耗能器；减震性能；时程分析一IIABSTRACTCore-tubesuspensionstructurehasbeenpaidmoreandmoreaRentiontoasakindofnew-stylesystembyscholarsabroadandhomeinthefieldofengineering．Thispaper

6、putforwardtwokindsofstructuresthatare‘‘systemofcore-tubesuspensionstructure”and“systemofcore-tubepartialsuspensionstructure’’inordertostrengthenseismicbehaviorsofmainstructureandtakeuseofwellseismicbehaviorsforsuspensionstructure．Akindofnew-stylecompositedamperWaSresearchedanddevelo

7、pedapplyingtothesuspensionstructures．Experimentalresultsandtheoreticalanalysesonthemshowedthatthetwokindsofthesuspensionstructureswiththedampermayeffectivelycontrolearthquakeresponsesofmainbodyofthestructures，andtheirseismiceffectswerewell．Themaincontentsarelisted髂follows：1Akindofne

8、w-styledamperhasbee