毕业论文(设计)外文译文

毕业论文（设计）外文译文题目建筑剪力墙结构的地震反应与阻尼器学院土木工程学院专业土木工程年级11级学生姓名周磊学号110810723指导教师古巍建筑结构在剪力墙的地震反应与阻尼器L.P.B.马德森,D.P.山姆*,新泽西州佩蕾娜土木工程学院的基础设施中心,昆士兰科技大学,共和党的2434号房子,乔治街2号,布里斯班昆士兰4001,澳大利亚在2001年10月1日收到,在2002年11月1日接收摘要：建筑物遭受地震时,必须输入能量消散一些通过预先确定的和精心设计的机制。本研究主要探讨机械控制结构的影响和系统通过战略位置的应用程序可以调节响应组件元素和可靠的阻尼和刚度属性。安装此类阻尼元素的影响在两个特定位置进行了调查。这些职位之间的耦合梁和附近的剪力墙内部分在多层结构墙的元素。有限元时程分析用于研究和结果表明,该程序能够实现合理的地震响应的改善。关键词:地震响应;建筑;被动阻尼器位移,加速度1、介绍当建筑物受地震或从爆炸冲击波,它提供至关重要这些建筑的能量吸收途径避免随机和造成的不利影响不可预测的负载,远远超过弹性力量结构元素的能力。在最近的地震中人们已经发现,缺乏能量吸收机制是建筑表现不佳的原因之一。它是越来越普遍的设计实践多层建筑细节的地方表单通常放置在塑料铰链梁柱节点附近梁(12，14)。这些位置旨在消除大量的能量通过非弹性变形,从而保护主体结构从损伤和改善地震响应。这一点,然而,导致必要性去修理损坏的地方结构成员后接受极限载荷的影响。许多多层建筑包含剪力墙在电梯和楼梯间。这些墙提供相当大的横向刚度的结构使它能够抵抗水平地震等载荷和风能。通常会有几个空缺在这些剪力墙,如果两个这样的机会相反,深梁用于互连墙壁。这些耦合梁通常用作为核心元素提供框架行动的手段。他们为了在地震能量消散必须经过非弹性屈服,因此由于小跨度深比、需要高度复杂的和拥挤的强化来实现延性。他们是很难构造由于这对角的必要性强化,以及服务的缝隙。除了使用塑料铰链,输入能量也可以吸收阻尼装置的使用。在过去的十年中有重要的研究进行阻尼装置的使用来消散地震能量[7]。这些设备可以放置在结构来减少对结构元素吸收能量的需求,因此,设计保护建筑不受过度伤害。今天在架子上有各种类型的制造阻尼器可用。他们使用各种材料来获得不同程度的刚度和阻尼[9]。其中一些包括粘弹性(VE)、粘性流体,摩擦和金属屈服阻尼器,具有不同的动态特性,因此会影响结构的地震响应不同[8]。这些设计可以提高刚度、阻尼和力量的结构,可以用来改造旧建筑抵御自然灾害,如地震、飓风和冲击负荷。近年来他们已经被用来改善响应桥梁和建筑物[7]。粘滞阻尼器的特点是他们消散各级能源的变形和广泛的激励频率(4、5)。摩擦阻尼器另一方面,消散的能量只有当达到和超过滑力[2]。金属屈服阻尼器通过材料的非弹性变形能量消散[15]。地震[11]的内容的组合可以使用这些阻尼器在结构系统有效地抑制了高和低频率。这是通常被称为一个混合动力系统。这些类型的被动控制阻尼器被归类为他们开发的反对输入力量的地点连接到结构[7]。其他控制系统分为主动或半主动,需要积极事件期间不考虑电力供应。艾肯和凯利[2],表明,阻尼器放置在相对灵活的多层结构可以很有效地减少侧向加速度,速度和地震载荷作用下挠度响应。结构具有相对较高的稳固性或实质性的联合旋转可以使某些类型的阻尼器采取行动有效地减少对建筑物的破坏。使用有限元时程分析,探讨多层建筑物的地震行为使用阻尼设备座落在负载抗元素。它将集中在两个特定的阻尼系统包含剪力墙在多层建筑。在第一个系统阻尼器两个剪力墙之间的定位,通过耦合梁相连。空间的高度的阻尼器位于将限制,允许合理的访问在这些光束。双对角阻尼配置将被放置在这些光束调制附近的地震响应,将研究在不同的地震记录。在第二个系统的影响,阻尼器位于建筑的剪力墙在低故事系统将进行调查。这将适用于新的设计以及改造现有建筑物,确保地震安全的合适的阻尼装置可以将墙面板转换为一个阻尼元素。高阻尼低多层建筑的一部分,从理论上讲,调节动态激励产生强烈的地面运动的减少造成的。因此,刚度和应该得到一个更好的建筑物的地震反应。将研究这一理论的有效性的影响考虑阻尼器位于不同位置上的剪力墙内加速度和建筑物在地震荷载作用下的挠度响应。剪力墙的宽度将被考虑。本研究的目的是评估两个提到的阻尼系统将如何影响结构地震反应的影响。对于本研究阻尼器将模仿。这些抑制通过剪切变形的材料,激发和释放能量在不同大小、变形模式的[3]。他们为能够方便地选择近似行为循环载荷作用下合理的准确性。有限元时程分析在地震荷载下进行了使用有限元分析软件5.8版。2、模型描述本研究考察了两种不同的阻尼系统的影响在改善多层建筑结构的抗震性能。剪力墙之间的阻尼器放置在耦合梁位置在第一个系统和分析六个进行,和20层高建筑模型来评估地震荷载下的阻尼器布置的有效性。在第二个系统阻尼器位于断路器的部分剪力墙。九和20层的建筑进行了研究。在这两种结构,有一架飞机中央剪力墙连接列的两侧。下面将进一步详细地讨论这些模型。有限元程序ABAQUS5.8版本被选中获得结构在地震荷载下的响应。动态过程的有限元分析[10]5.8版本使用隐式时间集成。结构的反应获得选择时间步输入地震加速度图。研究阻尼系统的有效性在减轻地震反应提示加速度和位移在每层水平阻尼结构获得的结果分析,并与那些光秃秃的无阻尼结构响应。在这项研究中已经使用阻尼器和每个阻尼器模拟并行弹簧和减震器。240年L.P.B.马德森etal。/电脑和结构81(2003)2003-239定义的刚度和阻尼系数方程给出的(1,2-7页),已经材料的剪切区,tVE材料的厚度,x是VE阻尼器的加载频率,G是剪切储能模量,剪切损耗模量G”。下面的表达式是用来获得的模阿巴斯已经定义的材料和凯利(1,C-1)。这个模型方程式属性决定。(1)和(2)将近似的真实行为已经阻尼器在10%,当受到振动荷载如地震荷载。这被认为是足够准确的这次调查的目的。为了创建这样一个计算机模型,它必须假设有加载的频率信息应用于阻尼器;剪切应变和温度的材料。在目前的调查,环境温度的材料已经被认为是21C、剪切应变,C,认为保持不变在100%。这是,因为它已经完成显示一个大刚度下降发生在0-50%应变范围内,而在50-200%应变范围刚度仍然约常数[2]。加载频率,x,第一或第二个结构的振动模式是使用。认为在这项研究中,结构将在其中的一个主要振动模式[1]。加载频率的选择取决于结构的振动模式占主导地位的频率范围内的地震0.5-3赫兹。应该注意的是,在这个模型中,只有横向变形阻尼旋转变形不衰减。混凝土材料属性被用于建筑(结构)模型,由于剪力墙和耦合梁结构是用钢筋混凝土建造。混凝土的材料特性的抗压强度,f'c32MPa,扬斯模数,Ec,30000MPa,泊松比,t,0.2,密度,q,2500公斤/立方米。图1、感动与剪力墙和耦合梁结构——阻尼系统1。2.1剪力墙之间的阻尼器阻尼系统2.1.1栋结构模型剪力墙梁模型使用二维梁构造元素,如图1所示。使用的梁单元类型指定2个B21节点线性梁,由二维梁三个自由度:在每一个节点,即,翻译,正常梁轴和一个旋转自由度轴正常飞机。这种类型的元素是剪切变形和占有限的轴向压力,因此,适合模拟厚和薄切片梁[10]。剪力墙和梁表示为矩形部分,剪力墙是3米宽,0.5米厚,和每个耦合梁深0.6米,宽0.6米。集总质量被放置在每个节点耦合梁交叉的地方剪力墙代表重力加载从地板上。集中质量的1106公斤每层被指定。剪力墙之间的距离是固定在2.4米,每一层之间的和高度3.0米,这对应的总高度18.0栋建筑。虽然一些阻尼配置进行了研究[13],本文的结果只有一个配置,生产将讨论地震荷载下的最好的回应。这是双对角阻尼器,放置的高度结构,如图1所示的最低层。端点之间的垂直距离的阻尼器附件仅限于600毫米的实用价值,允许足够的间隙水平梁(或访问)。这个模型的反应进行了调查在1940年埃尔森特罗,1971年的圣费尔南多和1988年坦南特溪地震记录。2.1.220层结构模型20层高的建筑进行了分析评估的有效性的方法将剪力墙之间的阻尼器。剪力墙和梁表示为1.5,0.5的矩形部分,阻尼器耦合梁剪力墙B21时间历史加速集中质量的梁元素应用图1。感动与剪力墙和耦合梁结构——阻尼系统1。L.P.B.马德森etal./电脑和结构81(2003)239-253239和0.6,0.3米,分别。一个集中质量的500000公斤是定位在每个交叉点剪力墙和地板水平。阻尼器被放置在每一层的结构。结果获得了建筑的加速度和挠度响应地震在1940年埃尔森特罗。2.2剪力墙内阻尼器阻尼系统2.2.1九层剪力结构在九层模型,建立了混凝土剪力墙作为6.0米宽,0.1米厚矩形部分,和列0.45方钢。这是位于两侧的墙,见图2。地板水平之间的高度是3.0米,使结构的总高度是27.0米。140000公斤的集中质量是放置在每个节点的列分割的地板水平。模型研究了二维,因此,元素的类型用于墙体M3D4膜元素。这些元素确定在两个垂直方向应力沿水平轴和垂直的y轴[10]。列是模仿使用类型耦合梁集中质量阻尼器剪力墙B21梁元素应用时域加速度B21双线性梁元素。这些模型是理想的配置,这样整个重力荷载列孔。剪力墙当时主要用于抵抗生成的横向负载。集总质量定位,因此,在列在每个节点上,与地面水平。在每个地板的水平剪力墙和列链接是使用刚性连接模拟楼板的刚度和横向荷载转移到墙上。这些链接在有限元分析模拟V5.8[10]使用mpc类型。这种类型的约束连接两个节点,并迫使第一个节点的平移和旋转在第二个节点一样。图2.九层剪力墙结构模型图3.阻尼器位置类型模拟、阻尼系统2。四个不同的阻尼器位置,如图3所示,被用来研究这个模型的地震响应。在A型阻尼器被安置在较低的三个故事;在第二个和第三个故事;B型C型,第二,第三和第四水平;D型阻尼器被放置在上面的两个层次。剪力墙内的阻尼器位置的细节在图4中,可以看到一个4.0米宽,2.5米高的墙部分已被剪下,取而代之的是两个对角阻尼器。与1栋框架方法对比分析被用来获取结构的反应在同样的三个不同的地震记录。2.2.220层剪力墙结构20层高剪力墙结构将阻尼器内的剪力墙进行了研究以类似的方式到九层模型。三种不同的剪力墙刚度进行了调查研究。这些可以被描述为拥有相对较低(L型)、中(M)型和高刚度(H型),分别为不同宽度的4、6和8M。剪力墙的数量断路器类型L,祈使语H被22.5,2.5,4和2.5分别为6米。结构参数用于所有三种类型由0.2米厚剪力墙与0.4万平方列两侧。50000公斤的集中质量在每个节点使用地板的水平。地板之间的高水平的模型设定为3.0米,总高度为60.0米。类型A类型B类型C类型D剪力墙M3D4膜元素集中质量B21列元素梁刚性连接梁阻尼装置图4.阻尼器布置的细节和剪切的尺寸墙壁,阻尼系统2。从九层的结果预期模型,阻尼器布置类型(图3)会有最好的减少提示加速和挠度响应。在这个模型中,这是决定将阻尼器在低剪力墙高度的三分之一。这与级别1至7断路器和阻尼器所取代,如图5所示。在所有这些情况下,一个1米宽度的剪力墙两边剪和保留细节是类似于图4所示。这些模型受到的第一个12年代1940年埃尔森特罗的S00E组件地震。图5.20层剪力墙模型、阻尼系统23、结果3.1剪力墙之间的阻尼器阻尼系统耦合梁的位置3.1.1栋剪力墙耦合梁结构试验的结果结构根据1940年埃尔森特罗,1971年圣费尔南多地震和1988年坦南特溪介绍如下。结构的基本频率被发现使用有限元分析中的固有频率分析V5.8是x¼0:552赫兹。使用这个的加载频率阻尼剪切存储和剪切损失模计算G0¼890000Pa和G”分别¼1265000Pa。从这些值和材料尺寸400毫米,300毫米的11毫米双分层阻尼、弹簧和减震器的值测定,川崎106N/m和Cd¼¼106ns/m。表1说明了比例减少的高峰值提示加速,平均国米层漂移,小费,第四和第二层结构的变形量下的各种地震记录。这个表展示了不同阻尼器配置的有效性在三个