大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)減震技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)減振進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究并己應(yīng)用于多高層結(jié)構(gòu)，但將減振技術(shù)用于大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究較少，更缺乏系統(tǒng)性研究。本文對(duì)大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用消能減震方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，其中包括結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析、消能減震計(jì)算模型和方法、阻尼器設(shè)置方案、阻尼器阻尼系數(shù)優(yōu)化等。 以西安機(jī)庫和北京機(jī)庫為模型，采用三維空間桿系模型對(duì)大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析。從分析結(jié)果可以看出，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性復(fù)雜，結(jié)構(gòu)在水平方向和豎直方向振

2、動(dòng)往往是同一量級(jí)的；而機(jī)庫網(wǎng)架由于下部入口引起整體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，在地震計(jì)算中需要考慮多維地震下的組合效應(yīng)。從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力分布圖中可以看出，豎向地震作用對(duì)網(wǎng)架抗震驗(yàn)算起主要控制作用。同時(shí)通過考慮下部支承結(jié)構(gòu)的整體建模計(jì)算發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的水平地震內(nèi)力同樣可觀，水平地震內(nèi)力分布與支承布置方式有關(guān)；機(jī)庫開口方向是網(wǎng)架水平地震的薄弱方向。 以一正放四角錐網(wǎng)架為模型，對(duì)大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的減震方法進(jìn)行研究。針對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)

3、構(gòu)特點(diǎn)，提出采用消能減震方法來增加網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的阻尼達(dá)到減震效果。并且提出采用粘滯流體阻尼器作為下弦冗余桿件以及用粘彈性阻尼器替換網(wǎng)架中動(dòng)力放大系數(shù)較大的桿件這兩種消能減震方案。提出采用時(shí)程分析方法作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消能減震計(jì)算方法，根據(jù)阻尼器力學(xué)特性對(duì)設(shè)置了阻尼單元網(wǎng)架的阻尼矩陣和剛度矩陣進(jìn)行了修正。計(jì)算結(jié)果表明減震效果較為明顯。 對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)替換桿件前后的動(dòng)力特性進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明屋蓋結(jié)構(gòu)由于桿件替換變?nèi)?，在替換前需要對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，

4、并對(duì)被替換桿件進(jìn)行重要性驗(yàn)算。簡述了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消能減震優(yōu)化設(shè)計(jì)原理，提出了目標(biāo)函數(shù)以及設(shè)計(jì)變量。針對(duì)阻尼器阻尼系數(shù)以及阻尼器設(shè)置位置這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了簡化計(jì)算分析，并建議盡量將阻尼器設(shè)置在邊緣網(wǎng)格，阻尼系數(shù)不宜過大。 比較了三種主要方案的減震效果，通過減震效果分布圖可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于上下弦桿以及腹桿，減震效果是不同的。對(duì)于上下弦桿來說，邊緣減震效果較好，但是分布不均勻，中部減震效果略差，但是分布較為均勻；而腹桿的減震效果整體較均勻。針對(duì)