《減震結構動力抗震性能評價指標與統一設計方法研究》是依託武漢理工大學，由蒲武川擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：減震結構動力抗震性能評價指標與統一設計方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蒲武川
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究以非線性粘滯單元為基礎，提出一個可模擬各類阻尼器的位移相關性和速度相關性的統一的力學模型,並以此模型為基礎，建立一種用於非線性結構的統一的減震設計和動力抗震性能評價方法。統一力學模型的建立可簡化各類耗能構件的力學描述，整合各種阻尼器的減震設計方法，促進設計人員對減震結構的理解和運用能力。提出的非線性結構減震設計方法，通過對彈塑性結構的等價剛度的調節，可得到最佳化的滿足彈塑性目標變形角的耗能構件設計值。由於減震結構的耗能作用是在動力反應中實現，而使結構的位移和加速度反應得到控制，因此本研究在結構的抗震性能指標中引入地震荷載水準的概念，將結構的抗震性能與地震荷載水準相關聯，提出一個包含結構強度，變形能力，地震荷載水準等因素的結構的動力抗震性能指標。最後通過大量數值分析找到滿足減震結構設計需要的目標動力抗震性能指標，為減震結構的設計或相應規範的形成提供量化的參考依據。
結題摘要
減震結構在近年已得到廣泛套用，在減震控制設計理論上，開發實用高效的減震設計方法，實現減震耗能裝置的工作效率的提升，達到結構性能要求和經濟性的有效結合是目前研究工作的主要內容之一。本項目首先提出了用於彈塑性結構減震設計的基本框架，以鋼筋混凝土結構和鋼結構採用滯回型阻尼器進行減震控制情況為例，研究了單自由度結構體系的動力特徵參數隨阻尼器參數的變化規律，提出了彈塑性減震結構體系的性能曲線方法，建立了多層彈塑性結構的阻尼器參數的分配方法，並對有多種參數分布的結構模型實施了大量的時程分析，驗證了所提出的減震設計方法的有效性。該方法還可推廣至其他類型的主體結構和其他類型的耗能阻尼器的組合，方法簡單易行，具有很好的工程套用價值。其次，本項目重點研究了近場脈衝型地震動的反應譜阻尼調整係數。通過量化評價指標選取了50條脈衝型地震動，對其反應譜的阻尼調整係數進行了統計分析。通過對比發現脈衝型地震動的脈衝周期對阻尼調整係數有重要影響，考慮脈衝周期影響的阻尼調整係數表現出更小的離散性。基於該結果本項目提出了考慮脈衝周期的阻尼調整係數，並對中國抗震規範的阻尼調整係數的可靠度進行了評價。發現在小阻尼比時，規範值與所選地震動阻尼調整係數平均值接近，在高阻尼比時，在脈衝周期附近區域規範值較為保守，在相對短周期區域，規範值可靠度較低，存在過高估計阻尼減震效果的風險。通過此研究，建議在進行針對脈衝型地震動的減震設計時，充分考慮地震震級、脈衝周期和阻尼減震效果的綜合影響。
