浅析双层柱面网壳结构的消能减震研究

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1、河北农业大学硕士学位论文双层柱面网壳结构的消能减震研究姓名：冯雷明申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：魏建国20080607摘要双层柱面网壳结构在地震作用下，某些构件吸收大量地震能量而进入弹塑性状态甚至屈服、破坏，从而导致结构震后无法修复甚至直接倒塌。阻尼器是结构中专门用来消耗地震能量的构件。在结构中合理布置阻尼器可以消耗输入结构中的大部分地震能量、减小结构位移、改善和提高结构的抗震性能。时程分析法是减震结构的常用的分析方法之一。本文系统地阐述了减震结构的运动微分方程及时程分析方法。无论减震结构是单自由度、多自由度、考虑扭转耦联，还是三维有

2、限元分析，减震结构均可以采用时程分析法进行计算。当结构局部非线性而其它大部分为弹性时，方程可以采用“快速非线性分析”(FNA)方法求解。本论文对FNA法进行了详细的阐述。本文首先介绍网壳结构的减震研究现状，研究了不同阻尼器的结构减震原理和计算模型；其次，在双层柱面网壳静动力研究的基础上，根据双层柱面网壳的自身特点，提出了一种用粘滞性阻尼杆替换网壳中某些杆件的被动控制策略。在此基础上，首先对模型进行了模态分析，从模态分析结果可以看出结构的第一振型为平动振型，结构不发生明显的扭转变形；从质量参与系数的角度分析，结构满足规范要求。通过对双层柱面网壳附加

3、粘滞阻尼器和替换粘滞阻尼器两种方式进行了减震比较，说明采用替换方式会起到比较好的减震效果。因此对不同的阻尼杆替换位置、数量、不同阻尼杆阻尼系数、不同地震波以及不同的阻尼指数的减震效果进行了分析；采取减震措施时应使工程即满足要求又经济。本文的研究证明了阻尼器减震的有效性，为以后进行更深入的减震理论和试验研究提供了有效的经验和数据。关键词：双层柱面网壳；粘滞阻尼器；阻尼系数；减震；阻尼指数；动力分析Thedampingeffectanalysisofdouble-layercylindergridshellAuthor：FengLei—mingTut

4、or：WeiJian—guoMajor：StructuralEngineeringAbstractDuetoabsorbingexcessiveearthquakeenergy，somemembersintraditionalstructuresmayenterintoelastic—plasticstate，evenyieldorfailunderstrongearthquake，withaconsequenceofrepairfailurelaterordirectcollapse．Dampersaddedtostructuresareres

5、ponsibleforconsumingenergyintroducedbyearthquakeorotherdynamicinputs．supplementalenergydissipationsystemscarlbeusedtocontrolstorydrift，improveorupgradethestructuralseismicperformanceofneworexistingbuilding．Thistechniquehasbeenbecomingoneofthemaintendencyofearthquake-resistant

6、engineeringresearch．Scholarsandengineersofthisdomaininmanycountriesarebeingengagedinthisfieldofresearchandpractice．AdirectnumericalintegrationoftheequationsofmotioniSageneralmethodforanalyzingdamper．addedstructures．Themotionequationsofdamper-addedstructuresandthedynamictime．h

7、istoryanalysisprocedurearediscussedindetail．TheprocedurecallsolveaSDOFsystem．aMDOFsystem，asystemconsideringtorsionalresponses，orathree．dimensionalfiniteelementsystem．Whenthestructurekeepselasticexceptforthe10calnonlinearities．thefastnonlinearanalysisffNA)methodiSdesirablefora

8、nelasticresponsehistoryanalysis．Andthefastnonlinearanalysis(FNA)meth