单层网壳结构的粘滞阻尼器减振分析.pdf

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1、刘应扬等：单层网壳结构的粘滞阻尼器减振分析49单层网壳结构的粘滞阻尼器减振分析刘应扬，许文祥(天津大学建筑工程学院，天津300072)【摘要】在单层网壳上设置控制系统，可有效地提高结构的抗震性能；如何在结构中合理地布置粘滞阻尼器，从而取得理想的控制效果，是当前亟待解决的问题。本文提出无控单层网壳结构在地震波作用下，所有时间增量步两端节点相对位移的绝对值的和较大的杆件所在的区域为粘滞阻尼器的优化布置区域。以单层柱面网壳为例，对比分析了按本文提出的粘滞阻尼器布置准则布置阻尼器与采用其他布置方法对网壳结构减振效果的不同，并讨论了布置粘滞阻尼器对结构节点

2、位移和极限承载力的改善。【关键词】单层网壳；粘滞阻尼器；优化布置区域；减振；极限承载力【中图分类号】TU33【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)03—0049—03单层网壳结构具有造型美观、受力合理、制作安装简单的不同，并讨论了布置粘滞阻尼器对结构节点位移和极限等优点，在公共建筑中得到了广泛的应用，如果在地震作用承载力的改善。下发生倒塌破坏，将会带来大量的人员伤亡和经济损失。1粘滞阻尼器减振原理在结构上设置控制系统，使地震作用下的反应减弱，是十分单层网壳结构在未布置粘滞阻尼器时，在地震作用下必要的。粘滞阻尼器对环境温度和激励

3、频率的变化不敏的动力平衡方程为感，性能稳定j，适用于单层网壳结构。[肘]{茹}+[c]{}+[{}=_[M]}(1)学者们对单层网壳结构中粘滞阻尼器的减振效果进行式中，[M]为质量矩阵；[C]为阻尼矩阵，采用Rayleigh了研究，并取得了一些成果J，但在研究过程中，均采用试阻尼；[]为刚度矩阵；{互}、{}、{}分别为节点的加速度算方法在结构中不同位置布置粘滞阻尼器并研究其控制效向量、速度向量和位移向量；{茹}为地震加速度向量。果。这导致了阻尼器数量较多，并且不能充分发挥阻尼器在用“替换方式”布置阻尼器后，网壳结构的动力平耗能减振的能力，在工程

4、中应用并不经济。如何在网壳结衡方程为：构中合理的位置布置合适数量的粘滞阻尼器，并取得理想[M]+([]+[C。])+[]=一[M]}的控制效果，是当前研究的重点。针对上述问题，本文提出无控单层网壳结构在地震波(2)作用下，所有时间增量步两端节点相对位移的绝对值的和式中，[]为新结构的阻尼矩阵，仍采用Rayleigh阻尼；较大的杆件所在的区域为粘滞阻尼器的优化布置区域。以[]为新结构的刚度矩阵；[]为粘滞阻尼器提供的附加单层柱面网壳为例，对比了按本文提出的粘滞阻尼器布置阻尼矩阵。从新的动力平衡方程中可以看出，粘滞阻尼器准则布置阻尼器与采用其他布置方

5、法对网壳结构减振效果提供附加阻尼使结构的总阻尼增加，当总阻尼的增加对结有单元的变形和必为0，相应的内力和也为0，这与图8所显开裂。示的结果是相符合的。另外，钢筋对混凝土的拉应力总大小与钢筋表面积的大小是成正比的，钢筋与混凝土接触的参考文献表面积越大，则钢筋对混凝土裂缝的抑制作用越大；对于相同体积的配筋，钢筋的直径越小，则比表面积越大，因此钢[1]冯利锋．混凝土收缩试验研究与数值模拟[D]．天津：天津大筋表面积也越大，对混凝土的约束作用也越大。所以可以学，2010：52—54．通过配置细而密的钢筋来有效地约束混凝土裂缝。[2]王建，戴会超，顾冲时．

6、混凝土湿度运移数值计算综述[J]．水利发电学报，2005，24(2)：85—89．3结语[3]YYuan，ZLw．Predictionofcrackingwithinearly—ageco通过使用ANSYS温度一结构耦合场对超长钢筋混凝土creteduetothermal，dryingandcreepbehavior[J]．Cementand井口槽干燥收缩的模拟，得出结论：井口槽由于与环境大气ConcreteResearch。2002。32：1053—1059．的湿度交换会导致槽体湿度降低，主要表现在井口槽的表面湿度随龄期的发展而降低；在干缩应力

7、的作用下，混凝土【收稿日期]2011一l1一∞将开裂，开裂处钢筋产生拉应力，控制混凝土裂缝的继续开[作者简介】吴伟峰(1987一)，男，浙江浦江人，硕士，研究方展；使用ANSYS温度一结构耦合场能够模拟井口槽干缩向：钢筋混凝土。50低温建筑技术2012年第3期(总第165期)构的影响大于刚度矩阵的降低带来的影响时，即可达到减网格，屋面均布荷载为1．0kN／m，约束形式为四边支承，横振的目的。杆、纵杆截面选用qb152mm×6mm、斜杆截面选用dP203mm2粘滞阻尼器布置准则×10mm，钢材选用Q235钢，柱面网壳示意图如图1所示。地震作用下，根

8、据能量守恒定律，结构能量方程为：E。=Ek++Eh+E+Ed(3)式中，E。为地震输人总能量；E为结构的动能；E为体系可恢复的弹性应变能