軟鋼支撐式阻尼器試驗(yàn)及耗能減振結(jié)構(gòu)基于性能設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，它是通過(guò)在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置安裝消能減振裝置，利用這些裝置的耗能來(lái)減小結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震和大風(fēng)作用下的振動(dòng)反應(yīng)。軟鋼支撐式阻尼器就是一種性能優(yōu)良的消能減振裝置。本文針對(duì)軟鋼支撐式阻尼器消能減振技術(shù)的理論和試驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，所取得的主要研究成果包括：
　　 1、在分析軟鋼阻尼器耗能機(jī)理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)、研制出了一種性能良好、簡(jiǎn)便實(shí)用的新型軟鋼支撐式阻尼器。對(duì)所研制的軟鋼支撐式阻尼器進(jìn)行了動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，

2、研究了軟鋼支撐式阻尼器在低周反復(fù)荷載作用下的滯回特性和耗能性能。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，建立了軟鋼支撐式阻尼器的恢復(fù)力模型。
　　 2、對(duì)研制的軟鋼支撐式阻尼器構(gòu)造和選材進(jìn)行進(jìn)一步的有限元優(yōu)化分析，通過(guò)將十字核心鋼桿弧形耗能段構(gòu)造化為平直耗能段和全長(zhǎng)均勻多弧耗能段及材料采用低屈服點(diǎn)軟鋼，給出了可以滿足不同結(jié)構(gòu)多種位移和耗能需求的系列產(chǎn)品。對(duì)軟鋼支撐式阻尼器受壓時(shí)容易產(chǎn)生的諸多失穩(wěn)進(jìn)行了理論分析。通過(guò)將十字核心鋼桿加權(quán)化為等截面直桿和修正十

3、字核心鋼桿計(jì)算長(zhǎng)度的方法，計(jì)算解決了軟鋼阻尼器的整體失穩(wěn)問(wèn)題，并通過(guò)構(gòu)造措施解決了軟鋼阻尼器的其它失穩(wěn)問(wèn)題。
　　 3、綜合試驗(yàn)和理論分析成果，通過(guò)對(duì)承載力、穩(wěn)定性、累積滯回耗能性能三指標(biāo)的分析，給出了軟鋼支撐式阻尼器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)軟鋼支撐式阻尼器的布置、連接和構(gòu)造提出了設(shè)計(jì)要求和建議。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)阻尼器支撐剛度影響考慮不足的情況，研究了支撐剛度對(duì)結(jié)構(gòu)控制效果的影響特點(diǎn)和對(duì)支撐剛度的要求。結(jié)果表明，要充分發(fā)揮阻尼器的耗能能

4、力，阻尼器必須具有適當(dāng)?shù)闹蝿偠?，以確保阻尼器的減震控制效果。
　　 4、研究了基于性能的耗能減震結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論，提出了以位移和能量同時(shí)作為結(jié)構(gòu)抗震性能指標(biāo)，并建立了基于位移-能量雙重性能指標(biāo)的耗能減震結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法。針對(duì)目前靜力彈塑性分析方法中性能點(diǎn)捕捉的不確定性及所能了解的性能參數(shù)信息的有限性，提出了多指標(biāo)抗震能力譜方法。同時(shí)，本文又從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，引入了主體結(jié)構(gòu)耗能折減系數(shù)，提出了基于位移-能量雙重性能指標(biāo)的耗能減震結(jié)

5、構(gòu)的簡(jiǎn)化抗震設(shè)計(jì)方法。
　　 5、針對(duì)目前阻尼器在結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)中的布置不確定性問(wèn)題，提出了結(jié)構(gòu)“投資-效益”最優(yōu)的數(shù)學(xué)模型，采用遺傳算法對(duì)耗能減震結(jié)構(gòu)中阻尼器的位置和數(shù)量?jī)?yōu)化進(jìn)行了研究。研究表明，阻尼器設(shè)置位置和數(shù)量有著非常明確的規(guī)律，選擇合適的阻尼器設(shè)置位置和數(shù)量無(wú)論從經(jīng)濟(jì)還是安全的角度都是十分重要的。
　　 6、研究了軟鋼支撐式阻尼器耗能減震結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。分析了鋼阻尼器的初始剛度和屈服位移與相應(yīng)層主體結(jié)構(gòu)的初始剛