新型软钢阻尼器及其在结构控制中的应用研究

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1、中国地震局工程力学研究所硕士学位论文新型软钢阻尼器及其在结构控制中的应用研究姓名：邢书涛申请学位级别：硕士专业：防灾减灾工程及防护工程指导教师：郭迅2003.7.1摘要耗能减振技术是结构抗震的新对策、新技术，能够有效保护结构及内部设施在地震中的安全，在其它外干扰力作用下可使结构满足更高的减震(振)要求。软钢阻尼器取材方便、制造和安装简单、耐久性好、价格低廉。本文主要研究工程力学研究所改进的一种新型软钢阻尼器，对其减振机理和减振效果作了一定的研究。主要内容如下。1．简述结构振动控制的发展概况，着重阐述了耗能减振技术的基本原理以及各种耗能器的研究和应用概况。2．分析本文软钢阻尼器的耗能机理，

2、指出这种阻尼器可以给结构附加初始刚度，同时为结构提供附加阻尼耗散输入的能量。结合低周反复静力加载试验确定本文阻尼器的恢复力模型为双线性模型，并给出了特征参数的表达式。利用低周疲劳试验结果和前人的研究成果确立了本文阻尼器的疲劳验算式。这些工作为阻尼器的参数设计提供了重要基础。3．简述本文耗能减振体系的计算模型，并依据此模型和Wilson—目法编制了软钢屈服型耗能减振体系的非线性时程反应分析程序。4．对软钢屈服型耗能减振体系进行参数研究。分别讨论了软钢阻尼器和主体结构的初始刚度比、屈服位移比、阻尼器第二刚度系数以及布置方式等参数对单自由度和多自由度耗能减振体系减振效果的影响，并给出了双线性滞

3、变耗能器在结构中发挥最佳减振效果的参数取值范围和布置方式。5．依据本文推导的软钢阻尼器计算模型和参数研究的结论，分别对一幢6层钢筋混凝土框架结构、一幢10层钢框架结构、设置阻尼器后地震反应的减振效果进行分析。设计3层单跨钢框架模型结构的振动台试验，模型结构耗能体系的减振效果分析可为振动台试验提供参考依据。计算结果表明，通过调整耗能器的参数可以容易地实现控制目标。6．全文总结及今后工作展望。关键词：软钢阻尼器，振动控制，滞回曲线，参数研究，减振效果低周疲劳AbstractEarthquakeisoneofthemostseriousdisastersthatthreatenthelives

4、andfortBnesofhumanbeings．EnergydissipationtechnologyiSoneofthenewmethodsforearthquakeresistantdesignofstructures．Hystereticeriergydissipatorspossesseasy-to—getmaterials．cheapCostandgoodendurance，糯emainobjectiveofthethesisiStostudytheeffectivenessofllystereticdissipators，especiallythenewtypeofmitd

5、steeldamper(MSD)developedbvI鞠Ⅵ．Maineffortshasbeendoneasfollows：J．勋estate-of-the—artandpracticeinstructuralcon

6、lxoliscomprehensivelyreviewedandtheprincipleofenergydissipationsystemispresented。2．确emechanismoftheMSDiSdiscussed．ItiSpointedoutthattheycanaddbothstiffnessanddampingtothemainstructure．In0

7、rdertoinvesfigatethehystereticandfatiguebehaviorofthedamper,severaldamperswithdifferentdimensionsandmatelialsaretestedthroughquasi—statictests．Accordingtothetestingdata,thehystereticmodeI(Bi-linearmodel)issetup戚theformulaofcharacteristicparametersarepresented．Thefatiguemodelparametersaredetermine

8、dbasedonthelowcyclefatiguetestoftheMSDandtheachievementsofpaststudy．曩隧SwillprovidethebaseforthedesignofMSD。3．BasedonthehystereticmodeloftheMSDsetuDinthesecondpart．theseismicresponseanalysisprogramforthesystemincorporat