粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置及剪切型隔震结构抗震性能研究

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1、分类号学校代码：11078UDC密级学号：2111516112广州大学学位论文（终稿）粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置及剪切型隔震结构抗震性能研究ResearchonSeismicPerformanceofCamResponseAmplificationDeviceofViscousDamperandShear-typeIsolatedStructure付康学科专业（领域）：建筑与土木工程研究方向：结构减振控制论文答辩日期：2018年5月24日指导教师（签名）：答辩委员会主席（签名）：答辩委员会委员（签名）：广州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学

2、位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日广州大学学位论文版权使用授权书本人授权广州大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权广州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）

3、学位论文作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日广州大学硕士学位论文粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置及剪切型隔震结构抗震性能研究专业：建筑与土木工程硕士生：付康指导教师：赵桂峰摘要隔震技术能够有效地减小地震对建筑物造成的损害，已被广泛应用于实际工程中。但是，由于地震动具有较强地不确定性，隔震建筑在其设计基准期内存在遭遇极罕遇和近断层地震动的可能性，进而导致隔震层发生过大位移。隔震层的位移响应在很大程度上制约着隔震体系总体的工作性能和安全性，必要时需要对隔震层位移加以限制。现有隔震层限位器多采用各类被动阻尼器充当，其存在行程受限、阻尼力大、造价高昂等缺陷。

4、本文自主开发了一种新型粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置（CRAD-VD），其同时具备位移、速度和力放大效应，且能将直线位移转换成小幅往复直线位移，附加粘滞阻尼器行程不受隔震层位移大小的影响。本文通过理论推导、试验研究与数值分析方法，系统研究了CRAD-VD的恢复力模型、放大效应、经济性及隔震限位结构的抗震性能，主要研究工作如下：1、粘滞阻尼器凸轮式响应放大装置开发及理论公式推导：总结综述了国内外隔震限位装置和响应放大机构的研究现状，介绍了粘滞阻尼器凸轮式响应放大装置（CRAD-VD）的提出思路及工作机理。根据CRAD-VD的设计构造特点和运动变换方式，详细推

5、导了CRAD-VD的恢复力模型公式、滞回曲线及放大倍数计算公式。2、粘滞阻尼器凸轮式响应放大装置试验研究：基于CRAD-VD的设计思想以及试验加载设备条件，设计制作了CRAD-VD试验装置，进行了CRAD-VD伪静力加载试验，测试装置运行的可行性、可靠性，得到了不同加载工况下CRAD-VD及附加粘滞阻尼器的滞回曲线。利用CRAD-VD理论恢复力模型公式，通过MATLAB模拟试验工况，对比了真实试验与模拟试验得到的CRAD-VD滞回曲线，验证CRAD-VD理论恢复力模型公式的准确性，并对CRAD-VD主要设计参数进行了基本性能参数分析。3、粘滞阻尼器凸轮式响应

6、放大装置单自由度结构地震反应分析：分别建立了CRAD-VD、粘滞阻尼器单自由度振动控制结构模型，对两种结构模型设置了两种对比I粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置及剪切型隔震结构抗震性能研究情况：粘滞阻尼器相同、限位位移相同。利用MATLAB编制了动力时程分析程序，采用同型号粘滞阻尼器时，对比研究了CRAD-VD位移、速度放大效应将较小结构位移放大后的耗能特性；采用相同限位位移时，对比研究了CRAD-VD力放大效应及往复位移特性，采用小吨位、小行程VD附加到CRAD达到与大吨位、大行程VD相同限位效果。针对CRAD设计参数进行了参数分析及反应谱分析，探究CRAD

7、设计参数变化对单自由度结构地震反应的影响规律。4、粘滞阻尼器凸轮式响应放大限位装置剪切型隔震结构地震反应分析：总结了隔震结构的几种失效破坏形式，对隔震结构设防极罕遇地震的必要性进行了探析。应用MATLAB语言编制了层剪切隔震结构非线性动力时程分析程序，对隔震结构在极罕遇地震作用下的地震反应及失效破坏情况进行了评估。将CRAD-VD作为限位装置附设到隔震层，分析了CRAD-VD的限位控制效果和力学性能，并同粘滞阻尼器VD进行了对比。通过改变CRAD设计参数来改变其放大倍数，研究了在相同限位目标位移、不同放大倍数下CRAD-VD的限位控制效果及C-VD需求性能规

8、律，并同粘滞阻尼器VD进行了控制效果等效性分析，为C