巨型框筒悬挂结构的动力特性及减震控制

论文摘要

巨型框筒悬挂结构是一种新型的结构体系,能充分利用高强材料的物理性能,带来建筑室内和底部大空间,解决建筑功能与结构构造之间的矛盾,实现建筑物的坚固、使用和艺术美三方面的统一,并产生良好的社会及经济效益。通过对悬挂质量和悬挂层数的合理选择,在没有附加质量的情况下,可以将其设计成类似TMD的减振体系。本文针对这种特性,通过理论分析,研究了巨型悬挂结构的动力特性和减振机理,内容包括:1.建立了单段框筒悬挂结构的动力分析模型,对该模型进行受力分析并推导出该体系的动力方程。分析了悬挂层数、框筒与悬挂楼层之间的连接刚度对自由振动的影响,分析了悬挂楼层数、联接阻尼的变化对框筒悬挂结构的动力特性的影响。2.建立了多段多层框筒悬挂结构的动力分析模型,在单段框筒悬挂结构的动力方程的基础上,推导出多段多层框筒悬挂结构体系的动力方程;分析了悬挂段数、悬挂总高度对自由振动的影响。3.应用三维有限元程序ETABS,通过算例分别对巨型框筒座承式结构与悬挂式结构进行三维有限元分析,分析结果表明巨型框筒悬挂结构具有良好的减震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 巨型结构的发展状况
• 1.2.1 巨型结构的产生与发展
• 1.2.2 巨型结构的特点
• 1.3 悬挂结构体系的特点
• 1.3.1 悬挂原理的发展
• 1.3.2 国内外悬挂结构的工程实践
• 1.3.3 巨型悬挂结构的研究现状
• 1.3.4 悬挂结构控制体系
• 1.4 需重点研究的关键问题
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 单段框筒悬挂结构减震分析
• 2.1 一般设计原则及受力特点
• 2.1.1 框筒悬挂结构体系
• 2.1.2 框筒悬挂结构的设计特点
• 2.1.3 框筒悬挂建筑结构的受力特点
• 2.2 单段悬挂结构减震模型
• 2.3 单段悬挂结构振动方程推导
• 2.3.1 基本假定
• 2.3.2 运动方程
• 2.3.3 振动方程中的未知系数
• 2.4 单段多层悬挂结构的自由振动
• 2.4.1 自振频率
• 2.4.2 悬挂质量对频率的影响
• 2.4.3 连接刚度对频率的影响
• 2.5 单段多层悬挂结构的地震反应分析
• 2.5.1 运动方程
• 2.5.2 时程分析
• 2.5.3 数值算例
• 2.6 本章小节
• 第三章 多段框筒悬挂结构减震分析
• 3.1 多段悬挂结构动力分析模型
• 3.2 多段悬挂结构的自由振动分析
• 3.2.1 求解结构的自振频率方程
• 3.2.2 悬挂段数对频率的影响
• 3.2.3 悬挂结构总高度对频率的影响
• 3.3 时程分析
• 3.3.1 数值算例
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 本课题的重要结论
• 4.2 展望及下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文