基于性能的粘弹性阻尼器减震体系抗震设计应用研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文基于性能的粘弹性阻尼器减震体系抗震设计应用研究姓名：阎茹申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：韩建平;杜永峰20070522硕士学位论文摘要基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初美、日等国家的学者在总结近年来震害的基础上提出的新的抗震设计思想，现己成为2l世纪各国抗震设计规范修订的主流方向。粘弹性阻尼器作为一种典型的被动控制装置，不像主动控制装置那样需要外加的能源，其控制力是由减震装置本身随结构～起振动而产生的，不会使结构系统发生不稳定，具有安装简单，造价低廉、性能优良等特点，具有广泛的工程应用前景。基于性能

2、的抗震设计(Performance．BasedSeismicDesign，PBSD)的主要目的是使结构构件在不同地震危险水平下满足不同的性能目标要求。消能减震技术的运用为这个性能目标的实现提供了切实可行的技术手段。本文将基于性能的抗震设计方法引入到粘弹性阻尼器消能减震体系中，根据粘弹性阻尼器消能减震结构自身的特点，结合我国新修订的抗震设计规范，建立了相应的基于结构性能的抗震设计原则和分析方法。结合能力谱法，形成了简化实用的基于能力谱法的设计方法。结合粘弹性阻尼器的特点，给出了装设粘弹性阻尼器消能减震结构等价阻尼比的简化计算公式；借助模态Pu

3、shover分析将多自由度体系分解为几个非线性单自由度体系，以考虑各阶振型的影响。综合考虑高阶振型的影响，有利于改进层闻相对位移的分析精度，并可减少等效阻尼比反复迭代计算的次数。对能力谱法中根据等效阻尼比建立的弹性需求谱和根据延性系数确定的弹塑性需求谱间的关系做了进一步的研究。对一装设粘弹性阻尼器的8层钢筋混凝土消能减震框架结构进行了基于能力谱法的计算分析；同时利用MATLAB编制了原结构及装设粘弹性阻尼器减震结构的弹塑性时程分析程序，并对该结构进行了时程分析。与能力谱法的结果比较表明利用能力谱法分析粘弹性阻尼器消能减震结构体系是可行的、有

4、效的。与传统方法相比，该方法计算简单、直观，且易于编制计算程序。关键词：基于性能的抗震设计方法；粘弹性阻尼器；性能目标；能力谱法；弹塑性时程分析；等效阻尼比基于性能的粘弹性阻尼器减震体系抗震设计应用研究AbstractIntheearly1990s．basedonthedamagecharacteristicsofrecentearthquakes，performance·basedseismicdesign(PBSD)theorywasproposedbythescholarsoftheUnitedStates，Japan，andothe

5、rcountries．Ithasbecomethemainstreamdirectionofseismicdesigncodeinthe21stcountry．Viscoelasticdampersisakindoftypicalofpassivecontroldevices，whichdidnotneedadditionalenergyinput．Controlforcesareproducedwiththevibrationofthestructureandthesystemwillnotbecomeunstable．Inadditio

6、n，ithasthefollowingadvantages：easyinstallation，lowcost，goodperformanceandwideapplicationrange．Themainpurposeofperformance-baseddesignmethodistomakethestructuralmemberstosatisfydifferentperformancelevelunderdifferentseismicrisklevel．Developmentsofenergydissipatedtechnologym

7、akethispurposerealizeeasily，Thispaperwasfocusedontheseismicperformanceofstructureswithviscoelasticdampersandthemainissuesofperformance—basedseismicdesigntheoryforthiskindofenergydissipationsystem．Theperformance—basedseismicdesignprocedureandcapacityspectrummethodarepresent

8、edaccordingtothecharacteristicofviscoelasticdampersandtherequirementsoftheChineseCodeforS