鋼鉛組合耗能器和高層三維隔震抗傾覆系統(tǒng)研究.pdf

1、耗能減振和隔震是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的有效手段，在工程實(shí)際中已逐步得到推廣應(yīng)用。鋼鉛組合耗能器是一種位移型阻尼器，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、良好的力學(xué)性能以及較高的性價(jià)比等特點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。在所有的隔震技術(shù)中，橡膠墊隔震是應(yīng)用最為廣泛的，但是橡膠墊抗拉能力差，如果應(yīng)用于大高寬比結(jié)構(gòu)，在地震作用下的隔震結(jié)構(gòu)易傾覆。同時(shí)，地震動(dòng)豎向分量對(duì)一些結(jié)構(gòu)的破壞起到至關(guān)重要的影響，因此隔離地震動(dòng)三分量的隔震技術(shù)的研究也正在逐步展開(kāi)。因此，研究具備三維隔震和抗傾覆

2、功能的三維隔震抗傾覆裝置具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文以鋼鉛組合耗能器和三維隔震抗傾覆裝置及其控制下的結(jié)構(gòu)體系為研究對(duì)象，在以下幾方面進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究：
　　1.在已有的鋼鉛組合耗能器初步研究成果基礎(chǔ)上，對(duì)其輔方向的性能進(jìn)行了較詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算及分析，最終得到誤差較小的屈服強(qiáng)度、彈性剛度及屈服后剛度比與幾何參數(shù)之間的二次多項(xiàng)式回歸公式。利用均勻設(shè)計(jì)法和遺傳算法分別對(duì)耗能器的幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，得到一批性能較好的耗能器

3、可供選擇，為鋼鉛組合耗能器的工程應(yīng)用提供依據(jù)。
　　2.設(shè)計(jì)了小尺寸鋼鉛組合耗能器，將該耗能器安裝在單層和多層鋼框架模型結(jié)構(gòu)上，對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)以檢驗(yàn)耗能器的實(shí)際耗能減震效果。在進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)前，先對(duì)該小尺寸鋼鉛組合耗能器進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，研究其力學(xué)性能，并對(duì)耗能器的試驗(yàn)方法和加工工藝進(jìn)行改進(jìn)。利用有限元分析軟件對(duì)耗能體系進(jìn)行數(shù)值建模及分析，將振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明數(shù)值建模合理，耗能器能夠有效降低結(jié)

4、構(gòu)的地震反應(yīng)。
　　3.開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了三種三維隔震抗傾覆裝置，以實(shí)現(xiàn)隔離地震動(dòng)三分量和提高大高寬比隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆能力的思想。詳細(xì)介紹了這些裝置的構(gòu)造、加工以及各組成部件對(duì)應(yīng)所實(shí)現(xiàn)的功能。利用電液伺服壓剪試驗(yàn)機(jī)和電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，對(duì)組成這些裝置的各部件以及裝置整體進(jìn)行詳細(xì)的性能試驗(yàn)，以獲得裝置的基本力學(xué)性能參數(shù)，同時(shí)研究加載幅值、加載頻率等對(duì)裝置性能的影響。各部件的分體試驗(yàn)和裝置的整體試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，因此通過(guò)試驗(yàn)獲得各部件的性能即可預(yù)知

5、裝置整體的性能。
　　4.目前對(duì)于大高寬比三維隔震結(jié)構(gòu)還缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)研究。在對(duì)三種三維隔震抗傾覆裝置進(jìn)行詳細(xì)的性能研究的基礎(chǔ)上，選擇其中的碟型彈簧三維隔震抗傾覆裝置安裝在一大高寬比鋼結(jié)構(gòu)模型上，對(duì)三維隔震抗傾覆系統(tǒng)與非隔震體系進(jìn)行了地震模擬振動(dòng)臺(tái)對(duì)比試驗(yàn)研究，研究在不同峰值的各類地震動(dòng)作用下，裝置對(duì)結(jié)構(gòu)的隔震減震效果以及抗傾覆作用。探討三維隔震抗傾覆結(jié)構(gòu)在多維地震動(dòng)作用下的反應(yīng)特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，三維隔震抗傾覆裝置對(duì)大高寬比結(jié)構(gòu)