粘滞阻尼器和MRE阻尼器对钢结构化工厂房的混合控制研究

作     者：王礼杭 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐家云

授予年度：2016年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：钢结构化工厂房 半主动控制理论 粘滞阻尼器 磁流变弹性体阻尼器 振动台试验 

摘      要：随着经济的发展,化工厂房在社会发展中所起的作用越来越大,化工厂房的形式也在发生着变化,高层化工厂房最开始的结构一般是采用下半部混凝土上半部钢结构的形式,但是这样的形式存在着缺点,在混凝土和钢结构的接触楼层,即在转换层处存在着刚度突变,容易产生薄弱层,而且这样的结构形式在施工方面也存在着不便,因此,钢结构化工厂房很快的取代了混凝土与钢结构组合的工业厂房。钢结构化工厂房的结构形式非常复杂,因为化工厂房中一般会存在质量很大的设备,在化工生产过程中,设备会存在着很强烈的振动,而且由于设备在厂房中的位置一般不对称,使得化工厂房的质心和刚心存在偏心,所以钢结构化工厂房的扭转必定会非常显著,对结构整体抗震会非常不利。因此研究钢结构的振动响应是非常必要的。本文采用粘滞阻尼器和磁流变弹性体阻尼器对高层工业厂房进行混合控制,此项研究属于国家自然科学基金项目——高层工业厂房结构振动控制理论研究,其项目编号为51278393。本文主要的工作如下:(1)研究钢框架化工厂房结构的特点,及其在罕遇地震作用下的平动和扭转地震反应特点;(2)研究新型磁流变弹性体(MRE)阻尼器及其控制理论;对安装有MRE阻尼器的钢结构化工厂房,利用Matlab中的Simulink进行仿真分析,研究MRE阻尼器对钢结构化工厂房地震响应的控制效果,并在此基础上又添加了粘滞阻尼器,研究这两种阻尼器混合控制原理;(3)设计了钢结构化工厂房的振动台试验模型,利用ANSYS有限元软件比较了原模型和振动台试验模型的动力特性和时程分析结果。