粘彈性阻尼材料支座在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)減震控制中的性能研究.pdf

1、目前大跨空間結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用于體育建筑、紀(jì)念性建筑、文化建筑等公用建筑中,其抗震性能關(guān)系到人民生命和巨大的國家經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)安全,抗震設(shè)計(jì)成為大跨空間結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題之一.減震控制技術(shù)近年來在國內(nèi)外得到廣泛的研究和應(yīng)用,實(shí)踐表明,這種技術(shù)對(duì)改善結(jié)構(gòu)在地震作用下受力有極大幫助.目前橡膠支座在空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛,但橡膠材料能夠提供的等價(jià)粘性阻尼比較小.粘彈性阻尼材料的力學(xué)性能與橡膠材料相近,但比橡膠材料具有更高的阻尼耗能能力.

2、本文用粘彈性材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠料,從隔震的角度研究了這種支座對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地震作用下受力的影響.本文主要工作如下: (1)從粘彈性材料復(fù)剛度模型出發(fā),推導(dǎo)了粘彈性支座的等效剛度矩陣和等效阻尼矩陣,闡述了帶有粘彈性支座結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程解法.結(jié)合網(wǎng)架結(jié)構(gòu),采用時(shí)程結(jié)分法分別從支座參數(shù)、跨度和地震波頻譜特性三個(gè)方面詳細(xì)分析了支座對(duì)結(jié)構(gòu)減震性能影響.同時(shí),建立上下部共同作用模型,初步分析了粘彈性支座對(duì)下部支承結(jié)構(gòu)受力的改善作用. (2

3、)推導(dǎo)了粘彈性支座的參數(shù)優(yōu)化模型,首次將復(fù)形法應(yīng)用于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)粘彈性支座參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,并對(duì)粘彈性支座在正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震控制中的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析. (3)結(jié)合空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和粘彈性支座計(jì)算模型,開發(fā)了空間結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(STSCAD),實(shí)現(xiàn)了靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等計(jì)算類型.同時(shí)通過對(duì)比分析驗(yàn)證了計(jì)算的準(zhǔn)確性. 研究結(jié)果表明,在網(wǎng)架等空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用粘彈性阻尼材料支座是可行的,能有效的改