碩士生開(kāi)題報(bào)告 高層筒體內(nèi)部連接消能結(jié)構(gòu)的減震分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、碩士研究生學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告學(xué)號(hào)：號(hào)：282081405010研究生姓名：研究生姓名：徐曉珂導(dǎo)師：劉偉慶教授研究方向：結(jié)構(gòu)抗震與減振控制論文題目：高層筒體內(nèi)部連接消能結(jié)構(gòu)的減震分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué)院：院：土木工程學(xué)院入學(xué)時(shí)間：2008年09月07日開(kāi)題時(shí)間：2010年07月30日2010年7月30日高層筒體結(jié)構(gòu)具有普通延性抗震結(jié)構(gòu)的普遍缺點(diǎn)。在強(qiáng)震作用下，主要還是通過(guò)結(jié)構(gòu)自身的非線性變形來(lái)耗散大量的地震能量，核心筒體部分在地震中吸引的地震作用

2、大，強(qiáng)烈的地震作用將迫使筒體剪力墻的底部及連梁端部進(jìn)入非線性變形階段，震害將主要集中在剪力墻底部、連梁和相應(yīng)的樓層位置，結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重且震后修復(fù)非常困難。消能減震作為一項(xiàng)結(jié)構(gòu)減震新技術(shù)，主要是指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置各種消能減震裝置，在地震作用下，依靠阻尼器的粘滯阻尼或塑性滯回阻尼來(lái)消耗輸入結(jié)構(gòu)的大部分地震能量、增大阻尼、減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)免于破壞。目前的消能減震技術(shù)存在較多的局限性。（1）減震效果方面。目前的消能減震機(jī)理是被動(dòng)地依

3、靠主體結(jié)構(gòu)的層間變形來(lái)消耗地震能量，沒(méi)有能夠?qū)χ黧w結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型做出主動(dòng)的調(diào)整或優(yōu)化。減震裝置均是設(shè)置在結(jié)構(gòu)立面不同的開(kāi)間內(nèi)，只有當(dāng)?shù)卣鸱较蚱叫杏谠O(shè)置方向時(shí)，阻尼器才能發(fā)揮作用，地震方向垂直于設(shè)置方向時(shí)，阻尼器將沒(méi)有任何效果。阻尼器的消能減震效果也沒(méi)有得到充分發(fā)揮，如對(duì)角型設(shè)置的阻尼器其兩端實(shí)際相對(duì)變形還小于結(jié)構(gòu)層間變形。（2）連接構(gòu)造方面。無(wú)論是采取對(duì)角型、K字型或其它阻尼器設(shè)置方法，均需要大量的附屬連接構(gòu)件，連接構(gòu)件的材料數(shù)量遠(yuǎn)大于

4、阻尼器本身。由于整個(gè)消能減震體系的構(gòu)件眾多、尺寸較大，還需要采取相應(yīng)的措施來(lái)防止阻尼器的出平面失穩(wěn)等問(wèn)題，導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜、施工困難；連接構(gòu)件的作用是傳遞阻尼器產(chǎn)生的阻尼力，將不可避免的產(chǎn)生變形，而連接構(gòu)件的任何變形均會(huì)降低阻尼器的實(shí)際減震效果。（3）建筑功能方面。對(duì)高層筒體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，為了獲得較好的減震效果，可能需要在結(jié)構(gòu)每層均設(shè)置數(shù)量較多的阻尼器，而無(wú)論采取何種設(shè)置方式，均會(huì)影響建筑使用功能，對(duì)建筑布局產(chǎn)生很大的阻礙作用。（4）維護(hù)檢修方

5、面。目前阻尼器的設(shè)置位置非常分散，且往往處于兩面墻板之間等封閉的空間內(nèi)，給日常的維護(hù)或震后的檢修均帶來(lái)很大的不便。為了大幅度提高高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，充分發(fā)揮阻尼器的消能減震效果，克服目前普遍存在的技術(shù)缺陷，本課題對(duì)高層筒體內(nèi)部連接消能減震結(jié)構(gòu)體系的抗震性能進(jìn)行研究。該結(jié)構(gòu)體系如圖2所示，主要由外圍框架、核心筒體、連接阻尼器等三部分構(gòu)成。其外圍為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)，中間位置為鋼筋混凝土核心筒體結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)布局在

6、超高層建筑中非常具有代表性，相當(dāng)于通常所說(shuō)的“外框內(nèi)筒結(jié)構(gòu)”。本課題所研究的結(jié)構(gòu)中，“外框”和“內(nèi)筒”均獨(dú)立構(gòu)成相對(duì)完整的結(jié)構(gòu)體系，兩者之間完全通過(guò)一系列位于樓面位置的、水平設(shè)置的阻尼器相連接，取消通常采用的鋼筋混凝土連梁，分割開(kāi)樓板。圖2高層筒體內(nèi)部連接消能減震結(jié)構(gòu)體系示意圖1.3課題研究目的及應(yīng)用價(jià)值高層筒體內(nèi)部連接消能減震結(jié)構(gòu)體系作為一新型結(jié)構(gòu)體系，具有比較突出的優(yōu)點(diǎn)。這一新型的結(jié)構(gòu)體系，和目前常見(jiàn)的高層筒體結(jié)構(gòu)、消能減震結(jié)構(gòu)均具