巨型框架懸掛結構的抗震性能分析

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1、萬方數(shù)據(jù)目錄5．1參數(shù)設置方式???????????????????????????615．2優(yōu)化目標?????????????????????????????625．3結構底部剪力響應隨阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)的變化規(guī)律??????????625．3．1結構底部剪力響應隨阻尼系數(shù)的變化規(guī)律????????????一625．3．2結構底部剪力隨剛度系數(shù)的變化規(guī)律??????????????．．635．4角柱頂點位移響應隨阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)的變化規(guī)律??????????645．4．1角柱頂點位移響應隨阻尼

2、系數(shù)的變化規(guī)律????????????一645．4．2角柱頂點位移響應峰值隨剛度系數(shù)的變化規(guī)律??????????．．655．5角柱頂點加速度隨阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)的變化規(guī)律???????????665．5．1角柱頂點加速度隨阻尼系數(shù)的變化規(guī)律?????????????．．675．5．2角柱頂點加速度響應峰值隨剛度系數(shù)的變化規(guī)律?????????一675．6阻尼器的選擇???????????????????????????685．7本章小結?????????????????????????????6

3、9第六章總結與展望????????????????????????????716．1本文的主要結論??????????????????????????716．2展望???????????????????????????????．72參考文獻????????????????????????????????一75致{射??????????????????????????????????????????????79作者讀研期間發(fā)表論文??????????????????????????一81V11萬方數(shù)

4、據(jù)第一章緒論19世紀末至20世紀初的產(chǎn)業(yè)革命帶來了生產(chǎn)力的發(fā)展與經(jīng)濟的繁榮，大工業(yè)的興起使城市人口集中，土地資源逐漸緊張，雖然城市不斷向周邊發(fā)展，但城市可用空間卻不斷減少。因此，為了適應社會發(fā)展的需求，充分利用可用的土地資源，建筑物開始向高空發(fā)展，高層建筑應運而生。建于1883年的美國芝加哥的家庭保險大樓(HomeInsurance)被業(yè)界普遍認為是高層建筑時代的開端。高層建筑歷經(jīng)了醞釀成形期、發(fā)展成熟期和繁榮時期，向著高度更高、體型更大、結構更復雜、建筑更藝術更優(yōu)美的方向發(fā)展，因此，人們對其結構

5、體系有了越來越高的要求；此外，高層建筑與普通建筑相比，建筑功能要求更多樣化，內(nèi)部人員高度集中，若遭遇地震等災害，損失將不可估量。因此，人們對結構體系的抗風、抗震和建筑功能的適應性等也有了更高的要求。結構振動控制理論是20世紀70年代控制理論在土木工程中逐漸應用而形成的一門交叉學科，主要研究在風和地震等動力荷載作用下如何減小結構的動力響應、改善結構性能的技術途徑、裝置和方法，以及各種控制算法等【1‘2】。對結構進行振動控制是結構工程抗震的新途徑。巨型框架懸掛結構體系就是在這樣的背景下產(chǎn)生的，是一種具

6、有良好發(fā)展前景的高層建筑結構體系。1．1結構振動控制理論1．1．1結構振動控制的概念傳統(tǒng)的抗震設計主要體現(xiàn)為“抗”，曾經(jīng)出現(xiàn)過的設計概念有剛性設計、柔性設計、上剛下柔設計和延性設計，我國規(guī)范規(guī)定的抗震設防目標“小震不壞，中震可修，大震不倒”就是延性設計的一種，通過結構的延性來耗散地震能量，減小地震響應，使結構裂而不倒，據(jù)此設計的結構在一般情況下是有效的，但在遭受高于結構設防等級的罕遇地震作用時，主體結構非彈性變形震后難以修復或者嚴重破壞，甚至倒塌，即按常規(guī)設計的結構，依靠設定的固定抗力進行抵抗，不

7、具備能動性和適應性。結構振動控制理論由此產(chǎn)生和發(fā)展。如前所述，結構振動控制就是采用一定的減振措施，控制結構在地震和強風荷載作用下的動力響應，增強結構的動力穩(wěn)定性，以滿足結構的安全性和適用性，其最早由美籍華人姚治平教授于1972年將現(xiàn)代控制理論應用于結構[3】o國際理論和應用力學協(xié)會于1975年和1985年分別兩次在加拿大召開的第一和第二屆“結構控制”國際會議，全面展示了這方面的研究成果，會議認為：將現(xiàn)代控制理論應用于土木工程，對控制結構的振動有極好的效果。結構振動控制按照是否有外界能量輸入，可以分

8、為四類：被動控制、主動控制、半主動控制和混合控制。1．1．2被動控制【4’9】被動控制是指將被動控制設備安裝在結構系統(tǒng)中，改變結構自身的動力特性或增加萬方數(shù)據(jù)查墮查堂堡主蘭垡堡莖局部阻尼，在結構振動過程中，隨結構一起振動變形，吸收振動能量，從而減小振動響應，其不需要外部能量輸入，易于在工程上實現(xiàn)，因而應用也比較廣泛，我國也已將其引入規(guī)范。但被動控制的效果可控性較差，且難以適應不斷變化的外部環(huán)境。被動控制按照控制措施的不同可以分為基礎隔震、阻尼耗能減振和調(diào)頻質量阻尼減振三類，下面主要