軟鋼支撐式阻尼器試驗及耗能減振結構基于性能設計方法的研究.pdf

1、結構消能減振技術是一種結構控制技術，它是通過在結構的適當位置安裝消能減振裝置，利用這些裝置的耗能來減小結構在強震和大風作用下的振動反應。軟鋼支撐式阻尼器就是一種性能優(yōu)良的消能減振裝置。本文針對軟鋼支撐式阻尼器消能減振技術的理論和試驗進行了系統(tǒng)的研究，所取得的主要研究成果包括：
　　 1、在分析軟鋼阻尼器耗能機理的基礎上，設計、研制出了一種性能良好、簡便實用的新型軟鋼支撐式阻尼器。對所研制的軟鋼支撐式阻尼器進行了動態(tài)力學性能試驗，

2、研究了軟鋼支撐式阻尼器在低周反復荷載作用下的滯回特性和耗能性能。根據(jù)試驗結果，建立了軟鋼支撐式阻尼器的恢復力模型。
　　 2、對研制的軟鋼支撐式阻尼器構造和選材進行進一步的有限元優(yōu)化分析，通過將十字核心鋼桿弧形耗能段構造化為平直耗能段和全長均勻多弧耗能段及材料采用低屈服點軟鋼，給出了可以滿足不同結構多種位移和耗能需求的系列產(chǎn)品。對軟鋼支撐式阻尼器受壓時容易產(chǎn)生的諸多失穩(wěn)進行了理論分析。通過將十字核心鋼桿加權化為等截面直桿和修正十

3、字核心鋼桿計算長度的方法，計算解決了軟鋼阻尼器的整體失穩(wěn)問題，并通過構造措施解決了軟鋼阻尼器的其它失穩(wěn)問題。
　　 3、綜合試驗和理論分析成果，通過對承載力、穩(wěn)定性、累積滯回耗能性能三指標的分析，給出了軟鋼支撐式阻尼器的設計方法，并對軟鋼支撐式阻尼器的布置、連接和構造提出了設計要求和建議。針對目前國內外對阻尼器支撐剛度影響考慮不足的情況，研究了支撐剛度對結構控制效果的影響特點和對支撐剛度的要求。結果表明，要充分發(fā)揮阻尼器的耗能能

4、力，阻尼器必須具有適當?shù)闹蝿偠?，以確保阻尼器的減震控制效果。
　　 4、研究了基于性能的耗能減震結構抗震設計理論，提出了以位移和能量同時作為結構抗震性能指標，并建立了基于位移-能量雙重性能指標的耗能減震結構抗震設計方法。針對目前靜力彈塑性分析方法中性能點捕捉的不確定性及所能了解的性能參數(shù)信息的有限性，提出了多指標抗震能力譜方法。同時，本文又從實際應用出發(fā)，引入了主體結構耗能折減系數(shù)，提出了基于位移-能量雙重性能指標的耗能減震結

5、構的簡化抗震設計方法。
　　 5、針對目前阻尼器在結構控制設計中的布置不確定性問題，提出了結構“投資-效益”最優(yōu)的數(shù)學模型，采用遺傳算法對耗能減震結構中阻尼器的位置和數(shù)量優(yōu)化進行了研究。研究表明，阻尼器設置位置和數(shù)量有著非常明確的規(guī)律，選擇合適的阻尼器設置位置和數(shù)量無論從經(jīng)濟還是安全的角度都是十分重要的。
　　 6、研究了軟鋼支撐式阻尼器耗能減震結構參數(shù)優(yōu)化問題。分析了鋼阻尼器的初始剛度和屈服位移與相應層主體結構的初始剛