粘彈性阻尼材料支座在網(wǎng)架結構減震控制中的性能研究.pdf

1、目前大跨空間結構越來越多地應用于體育建筑、紀念性建筑、文化建筑等公用建筑中,其抗震性能關系到人民生命和巨大的國家經(jīng)濟財產(chǎn)安全,抗震設計成為大跨空間結構研究領域中的熱點問題之一.減震控制技術近年來在國內外得到廣泛的研究和應用,實踐表明,這種技術對改善結構在地震作用下受力有極大幫助.目前橡膠支座在空間結構中應用廣泛,但橡膠材料能夠提供的等價粘性阻尼比較小.粘彈性阻尼材料的力學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網(wǎng)架結構在地震作用下受力的影響.本文主要工作如下: (1)從粘彈性材料復剛度模型出發(fā),推導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構的動力學方程解法.結合網(wǎng)架結構,采用時程結分法分別從支座參數(shù)、跨度和地震波頻譜特性三個方面詳細分析了支座對結構減震性能影響.同時,建立上下部共同作用模型,初步分析了粘彈性支座對下部支承結構受力的改善作用. (2

3、)推導了粘彈性支座的參數(shù)優(yōu)化模型,首次將復形法應用于網(wǎng)架結構粘彈性支座參數(shù)優(yōu)化設計中,并對粘彈性支座在正放四角錐網(wǎng)架結構和雙層柱面網(wǎng)殼結構減震控制中的參數(shù)進行了優(yōu)化分析. (3)結合空間結構設計規(guī)范和粘彈性支座計算模型,開發(fā)了空間結構計算機輔助設計系統(tǒng)(STSCAD),實現(xiàn)了靜力學、動力學、優(yōu)化設計等計算類型.同時通過對比分析驗證了計算的準確性. 研究結果表明,在網(wǎng)架等空間結構中應用粘彈性阻尼材料支座是可行的,能有效的改