结构拉缝粘弹性阻尼器的减震性能研究

作     者：梁鸿涛 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶茂

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：结构拉缝 全现浇式外墙 粘弹性阻尼器 消能减震 损伤演化 

摘      要：传统的砌体填充墙与框架之间采用硬连接的方式,在外界荷载作用下,墙体呈现不同程度的破坏,严重的甚至会导致短柱破坏。在新时代背景下全现浇外墙框架体系逐渐兴起,为减缓填充墙和框架间的作用而在墙-柱、墙-梁之间加入PVC-U拉缝板的施工技术称为结构拉缝,但目前针对这种构造进行消能减震性能的研究尚不充分。本文将粘弹性阻尼器与结构拉缝施工技术相结合应用在全现浇外墙框架中,这种新体系集传统填充墙和传统结构拉缝两者之长,有着更好地减震效果的同时,还能减缓填充墙与框架间的不良作用,并且有着更短的施工周期以及震后恢复性等优势。本文主要研究内容如下: 1)为获得粘弹性材料的本构模型参数,进行了一系列材性实验。介绍了粘弹性材料的各类本构模型和两种拟合本构的不同途径,研究和探讨了拟合情况。 2)进一步研究了粘弹性材料的剪切力学行为,基于上述的本构模型拟合情况,利用有限元软件ABAQUS建立了粘弹性阻尼器的有限元分析模型。分析本构模型的正确性和适用性,用多种阻尼器性能指标对模拟结果进行分析对比,并最终确定了合适的粘弹性材料本构。 3)研究了结构拉缝粘弹性阻尼器在一层一跨一榀的全现浇外墙框架中的工作状态、耗能情况以及框架的变形损伤情况。进行了结构拉缝粘弹性阻尼器框架体系的具体构造设计,同时建立了三种不同类型的框架有限元模型,分析对比说明结构拉缝粘弹性阻尼器能有效减缓墙框作用以及提升框架的耗能性能。 4)进一步研究了结构拉缝粘弹性阻尼器在全现浇框架体系中的消能减震作用。基于一栋12层钢筋混凝土框架,使用ETABS软件建立了原结构和结构拉缝阻尼器框架,采用能量法进行了阻尼器的设计与布置,进行地震响应分析,对比分析了原结构和结构拉缝粘弹性阻尼器框架的响应结果,说明了其能有效提高结构的消能减震作用。