消能减震结构设计方法的比较研究

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近年来,随着消能减震技术的应用越来越广泛,许多国家都相继制定出台了相应的消能减震结构设计、施工规范和规程,我国现行《建筑抗震设计规范》(GBJ50011-2001)中也增加了消能减震设计的规定,但是该规范仅是在吸收国内外比较成熟的研究成果基础上,列出了一些关于消能减震设计的原则性条文,很难为一般的结构工程师掌握并运用于实际的工程实践中。于是,本文提出了一种简化的设计方法,并建议了消能减震结构的设计导则,本文的主要工作如下:首先,本文归纳总结了近年来开发和应用的消能装置,及其各自的力学模型,并详细介绍了目前国内外消能减震结构常用的设计方法,简要比较了各类方法的优缺点。在此基础上,本文提出了一种修正后的基于性能/需求的设计方法,该方法基于简单的层串简化模型的概念,操作性强,并能兼顾计算精度和效率。该简化模型的最大优点是其结构主体采用的计算单元可以考虑弹塑性,结合非线性模态时程分析,可以进行消能减震结构的弹塑性时程计算。最后,通过一个多层钢结构办公楼,分别运用性能优化法、能力谱法和本文提出的设计方法进行加设软钢阻尼器和粘滞阻尼器进行设计,通过计算结果比较总结出各种设计方法的优缺点,并论证本文提出的简化方法的可操作性。在此基础上,得出了一些对工程有指导意义的结论,并对我国结构抗震规范中有关消能减震设计方面提出了一些建议。
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