鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系的減振機(jī)理和抗震性能研究.pdf

1、本文采用在主框架與次框架之間設(shè)置減振裝置的方法,將普通的鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為一個大型的調(diào)諧質(zhì)量系統(tǒng).其中,每個次框架起著三種作用:首先,它猶如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,本文提出的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量比通常為30％~100％,而普通的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的典型質(zhì)量比約為1％;其次,它本身又猶如一個具有基礎(chǔ)隔震裝置的多層框架結(jié)構(gòu);最后,在次框架與主框架之間設(shè)置的減振裝置如夾層橡膠墊或滑移—阻尼裝置又如同耗能減振裝置.因此,在地震作用下,這種結(jié)構(gòu)體

2、系既具有調(diào)諧質(zhì)量減振的功能,又具有基礎(chǔ)隔震和耗能減振的功能.與相應(yīng)的普通的鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)相比,鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系的地震反應(yīng)將大幅度的降低.根據(jù)減振裝置的類型及其布置位置的不同,鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系有許多不同的結(jié)構(gòu)方案.本文以采用夾層橡膠墊為減振裝置的鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系為主要研究對象.在理論研究方面,為了解鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系的有效性和可行性,本文根據(jù)鋼筋混凝土巨

3、型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系自身的受力特性,采用桿系計算模型,并編制了鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)動力時程分析程序.動力時程分析表明,與相應(yīng)的普通鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)相比,鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)顯著降低,其降低幅度可以達(dá)到80％.鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)可以有效的降低結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),其結(jié)構(gòu)控制方法是有效的.在鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)中,無論是作為TMD,還是作為多層基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu),次框架必然產(chǎn)生相對主框

4、架的位移.在試驗研究方面,為了解鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)體系的有效性和可行性,進(jìn)行了鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)試驗?zāi)Ｐ图捌湎鄬?yīng)的普通鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)試驗?zāi)Ｐ偷耐瑫r同臺面的振動臺對比試驗.影響鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)抗震性能的因素錯綜復(fù)雜.應(yīng)用動力時程分析程序,本文著重研究了鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)中夾層橡膠墊的阻尼比ζ、子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)的質(zhì)量之比即質(zhì)量比μ、子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)的基本頻率之比即調(diào)諧比ξ等因素

5、對鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)抗震性能的影響.從總體上看,主框架的地震反應(yīng)隨ζ的增大而減小,但減小的速率不同,ζ較小時,減小的速率較大,ζ較大時,減小的速率較小,甚至不減.次框架相對主框架的最大位移反應(yīng)隨ζ的增大而逐漸減小.ζ可較有效地控制次框架相對主框架最大位移反應(yīng).鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)中的主框架地震反應(yīng)之比隨μ的增大而減小,但減小的速率不同,μ較小時,減小的速率較大;μ在工程范圍內(nèi)變化時,

6、減小的速率較小.次框架相對主框架的最大位移反應(yīng)隨μ的增大而逐漸減小.鋼筋混凝土巨型框架多功能減振結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)中的主框架地震反應(yīng)之比隨ξ的變化而變化較大,但存在一極值點,在極值點,該主框架地震反應(yīng)之比取得最小值.該極值點的位置與ζ、μ有關(guān).ζ較小時,極值點較大,ζ較大時,極值點較小;μ較小時,極值點較大,μ較大時,極值點較小.從總體上看,次框架相對主框架的最大位移反應(yīng)隨ξ的增大而減小,ξ可有效地控制次框架相對主框架的最