SSI效应对TLCD-结构减震性能研究

作     者：方雪 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：符川;黄帅

授予年度：2024年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：SSI效应 调频液柱阻尼器 TLCD-框架结构 TLCD-框剪结构 时程分析 

摘      要：调频液柱阻尼器(Tuned liquid column damper,简称TLCD)是一种减震效果显著的被动阻尼器,由于其本身具有造价低、施工方便的优势被广泛应用在结构振动领域。在实际工程中对结构进行减震控制时通常是基于刚性地基的假定来进行减震设计,忽略了土和结构的相互作用(soil-structure interaction,简称SSI)。 为了研究考虑SSI效应后不同高宽比对钢筋混凝土框架结构的影响及SSI效应对TLCD-框架结构和TLCD-框剪结构减震效果的影响,建立土-结构相互作用运动方程,通过不改变平面布置、改变楼层数(5、10、15、20层)和改变平面布置、不改变楼层数(16层)来改变高宽比两种方式,在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地土、九条地震波作用下进行时程分析,研究考虑SSI效应下高宽比对结构周期、位移和加速度峰值和均方根值的变化规律。 研究结论如下: (1)考虑SSI效应后,结构的周期随着场地土变软而增大,且随着高宽比的增加结构的周期在高宽比为4的Ⅳ类场地土上延长的最多。顶层绝对加速度峰值、均方根值随着场地土变软而减小;顶层相对地面位移峰值及均方根值则出现了增大、减小和不变的情况。 (2)随着高宽比增加,结构顶层相对地面位移峰值、均方根值及结构顶层绝对加速度峰值、均方根值变化幅度均增大,高宽比4时考虑SSI效应结构顶层相对地面位移峰值和顶层绝对加速度的变化幅度达到最大,分别在5%和10%以上。 (3)对比两种改变高宽比的方式发现改变平面布置、不改变楼层数来改变高宽比对结构的响应影响较大。 (4)考虑SSI效应后,TLCD的减震率下降,场地土越软TLCD的减震效果越差,且考虑SSI效应后在Ⅳ类场地土高宽比为4的框架结构中TLCD的减震效果最差,减震率由20%-40%下降为5%-10%。 (5)考虑SSI效应后在Ⅳ类场地土上TLCD-框剪结构的减震效果也被严重削弱,减震率由30%以上下降到10%以下。