粘滯阻尼減震單元二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究.pdf

1、在結(jié)構(gòu)中設(shè)置粘滯阻尼消能減震裝置可以吸收或消耗輸入結(jié)構(gòu)中的一部分地震能量，減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，降低結(jié)構(gòu)的損傷，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)構(gòu)減震控制是改善結(jié)構(gòu)抗震性能的有效方法，各國(guó)工程抗震專家和學(xué)者均積極致力于該技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。
　　本文以設(shè)置粘滯阻尼裝置(包括粘滯阻尼器和粘滯阻尼墻）的結(jié)構(gòu)減震控制研究為核心，從粘滯阻尼裝置在Abaqus中的單元二次開(kāi)發(fā)、粘滯阻尼裝置的等效阻尼比計(jì)算、粘滯阻尼減震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析三方面進(jìn)行了一

2、系列相關(guān)聯(lián)的研究。主要研究成果如下:
　　(1)粘滯阻尼裝置力學(xué)模型及等效阻尼比研究。介紹粘滯阻尼器和粘滯阻尼墻的力學(xué)模型，基于能量法推導(dǎo)線性和非線性粘滯阻尼器、粘滯阻尼墻的等效阻尼比。將粘滯阻尼器和粘滯阻尼墻的力學(xué)模型綜合，并提出統(tǒng)一的粘滯阻尼裝置計(jì)算公式。在耗能與等效阻尼比成正比的基礎(chǔ)上，提出粘滯阻尼減震結(jié)構(gòu)等效阻尼比簡(jiǎn)化計(jì)算公式。
　　(2)粘滯阻尼單元的二次開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證。基于Abaqus用戶單元子程序編譯原理，開(kāi)發(fā)了隱

3、式算法的單元子程序UEL_ viscous.for和顯式算法的單元子程序VUEL_ viscous.for。對(duì)設(shè)置粘滯阻尼器的五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型，在Abaqus里調(diào)用粘滯阻尼器單元子程序，進(jìn)行地震響應(yīng)分析，并與Etabs軟件的計(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證本文開(kāi)發(fā)的子程序正確性。
　　(3)粘滯阻尼減震結(jié)構(gòu)等效阻尼比簡(jiǎn)化計(jì)算公式的驗(yàn)證。對(duì)設(shè)置粘滯阻尼裝置的框架結(jié)構(gòu)等效阻尼比按本文簡(jiǎn)化公式計(jì)算，比較設(shè)置粘滯阻尼裝置的減震結(jié)構(gòu)和本文簡(jiǎn)化公

4、式計(jì)算的等效阻尼比的阻尼結(jié)構(gòu)在地震時(shí)程下的響應(yīng)，驗(yàn)證了本文方法的正確性。
　　(4)設(shè)置粘滯阻尼器的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)研究。研究了設(shè)置阻尼器的減震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析原理，討論了阻尼器減震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析步驟。對(duì)無(wú)阻尼器的原結(jié)構(gòu)和設(shè)置阻尼器的減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析，研究阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)的減震效果，并對(duì)結(jié)構(gòu)的大震性能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。研究表明減震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)明顯降低，抗震性能得到改善，結(jié)構(gòu)的層間位移角小于規(guī)范限值，結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)“小震不壞”和“大

5、震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。同時(shí)，也驗(yàn)證了本文簡(jiǎn)化計(jì)算公式對(duì)設(shè)置粘滯阻尼器框架—剪力墻結(jié)構(gòu)等效阻尼比的計(jì)算是正確的。
　　(5)設(shè)置粘滯阻尼墻的框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)研究。研究了設(shè)置阻尼墻的減震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析原理，討論了阻尼墻減震結(jié)構(gòu)時(shí)程分析步驟，并探討了粘滯阻尼墻參數(shù)設(shè)計(jì)方法。對(duì)無(wú)阻尼墻的原結(jié)構(gòu)和設(shè)置阻尼墻的減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析，研究阻尼墻對(duì)結(jié)構(gòu)的減震效果，并對(duì)結(jié)構(gòu)的大震性能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。研究表明減震結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)明顯降低，層間位移角小