鋼鉛組合耗能器和高層三維隔震抗傾覆系統(tǒng)研究.pdf

1、耗能減振和隔震是結(jié)構(gòu)振動控制的有效手段，在工程實際中已逐步得到推廣應用。鋼鉛組合耗能器是一種位移型阻尼器，具有構(gòu)造簡單、良好的力學性能以及較高的性價比等特點，具有很好的應用前景。在所有的隔震技術(shù)中，橡膠墊隔震是應用最為廣泛的，但是橡膠墊抗拉能力差，如果應用于大高寬比結(jié)構(gòu)，在地震作用下的隔震結(jié)構(gòu)易傾覆。同時，地震動豎向分量對一些結(jié)構(gòu)的破壞起到至關(guān)重要的影響，因此隔離地震動三分量的隔震技術(shù)的研究也正在逐步展開。因此，研究具備三維隔震和抗傾覆

2、功能的三維隔震抗傾覆裝置具有重要的理論意義和實用價值。本文以鋼鉛組合耗能器和三維隔震抗傾覆裝置及其控制下的結(jié)構(gòu)體系為研究對象，在以下幾方面進行了系統(tǒng)的理論分析和試驗研究：
　　1.在已有的鋼鉛組合耗能器初步研究成果基礎(chǔ)上，對其輔方向的性能進行了較詳細的數(shù)值計算及分析，最終得到誤差較小的屈服強度、彈性剛度及屈服后剛度比與幾何參數(shù)之間的二次多項式回歸公式。利用均勻設(shè)計法和遺傳算法分別對耗能器的幾何參數(shù)進行優(yōu)選，得到一批性能較好的耗能器

3、可供選擇，為鋼鉛組合耗能器的工程應用提供依據(jù)。
　　2.設(shè)計了小尺寸鋼鉛組合耗能器，將該耗能器安裝在單層和多層鋼框架模型結(jié)構(gòu)上，對結(jié)構(gòu)體系進行振動臺試驗以檢驗耗能器的實際耗能減震效果。在進行振動臺試驗前，先對該小尺寸鋼鉛組合耗能器進行擬靜力試驗，研究其力學性能，并對耗能器的試驗方法和加工工藝進行改進。利用有限元分析軟件對耗能體系進行數(shù)值建模及分析，將振動臺試驗結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明數(shù)值建模合理，耗能器能夠有效降低結(jié)

4、構(gòu)的地震反應。
　　3.開發(fā)設(shè)計了三種三維隔震抗傾覆裝置，以實現(xiàn)隔離地震動三分量和提高大高寬比隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆能力的思想。詳細介紹了這些裝置的構(gòu)造、加工以及各組成部件對應所實現(xiàn)的功能。利用電液伺服壓剪試驗機和電子萬能試驗機，對組成這些裝置的各部件以及裝置整體進行詳細的性能試驗，以獲得裝置的基本力學性能參數(shù)，同時研究加載幅值、加載頻率等對裝置性能的影響。各部件的分體試驗和裝置的整體試驗結(jié)果吻合較好，因此通過試驗獲得各部件的性能即可預知

5、裝置整體的性能。
　　4.目前對于大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)還缺乏相應的試驗研究。在對三種三維隔震抗傾覆裝置進行詳細的性能研究的基礎(chǔ)上，選擇其中的碟型彈簧三維隔震抗傾覆裝置安裝在一大高寬比鋼結(jié)構(gòu)模型上，對三維隔震抗傾覆系統(tǒng)與非隔震體系進行了地震模擬振動臺對比試驗研究，研究在不同峰值的各類地震動作用下，裝置對結(jié)構(gòu)的隔震減震效果以及抗傾覆作用。探討三維隔震抗傾覆結(jié)構(gòu)在多維地震動作用下的反應特點。試驗結(jié)果表明，三維隔震抗傾覆裝置對大高寬比結(jié)構(gòu)