摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計

周云，男，1965年9月生，云南人。1996年12月獲哈爾濱建筑大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，1997年3月至2000年6月哈爾濱工業(yè)大學(xué)力學(xué)博士后流動站博士后，2001年12月破格晉升為教授。先后任廣州大學(xué)土木工程學(xué)院副院長、院長，防災(zāi)減災(zāi)工程研究所所長，現(xiàn)任廣州大學(xué)科技處處長、公共安全與防災(zāi)減災(zāi)研究中心主任。長期從事工程抗震與工程減震控制、城市公共安全與防災(zāi)減災(zāi)研究。先后主持完成國家自然科學(xué)基金等項目10余項，獲省(部)級科技進步二、三等獎3項，市科技進步二、三等獎2項，在《土木工程學(xué)報》等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文90余篇，獲國家新型實用專利6項，主編《建筑耗能減震技術(shù)規(guī)程》，參加《高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等三個規(guī)范或規(guī)程的編寫;在科學(xué)出版社等出版社出版《土木工程抗震設(shè)計》，《土木工程防災(zāi)減災(zāi)學(xué)》等教材和著作14本。兼任土木工程學(xué)會防災(zāi)減災(zāi)工程技術(shù)委員會副主任，高等學(xué)校土木工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員，國際結(jié)構(gòu)控制協(xié)會中國分會、中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)協(xié)會等16個協(xié)會或?qū)I(yè)委員會的常務(wù)委員或委員，《土木工程學(xué)報》、《地震工程與工程振動》等7個學(xué)術(shù)刊物編委。

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地震和風(fēng)災(zāi)害嚴重威脅著人類的生存與發(fā)展，自人類誕生以來人們就為抵抗這兩種自然災(zāi)害而奮斗。隨著科學(xué)技術(shù)和人民生活水平的提高，預(yù)防與抵御地震和風(fēng)災(zāi)害的能力也在不斷的提高，結(jié)構(gòu)減震(振)控制技術(shù)作為抗御地震(強風(fēng))的一種有效方法，也得到了發(fā)展和應(yīng)用。結(jié)構(gòu)減震(振)控制技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)中已發(fā)展成為比較成熟的技術(shù)，結(jié)構(gòu)減震(振)控制方法改變了傳統(tǒng)抗震抗風(fēng)方法通過提高結(jié)構(gòu)剛度、強度和延性來提高結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)能力，而是通過調(diào)整或改變結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的途徑，改變結(jié)構(gòu)的震(振)動反應(yīng)，有效地保護結(jié)構(gòu)在地震(強風(fēng))中的安全。在結(jié)構(gòu)中加入耗能器來控制結(jié)構(gòu)的地震和風(fēng)振反應(yīng)的耗能減震(振)方法是結(jié)構(gòu)減震(振)控制技術(shù)中一種有效、安全、可靠、經(jīng)濟的減震(振)方法。

近三十年來，國內(nèi)外學(xué)者對這一技術(shù)及相關(guān)的理論、方法進行了大量的研究和應(yīng)用，取得了豐碩成果。為了使這些成果能盡早應(yīng)用于我國量大面廣的工程建設(shè)中，作者結(jié)合自己的研究，較系統(tǒng)地總結(jié)這一領(lǐng)域的研究成果，形成這套耗能減震系列叢書。該叢書包括《金屬耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《粘滯阻尼減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《粘彈性阻尼減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》。

本教材系統(tǒng)地總結(jié)和闡述了摩擦耗能減震的理論、方法和技術(shù)及工程應(yīng)用的主要研究成果。全書共7章。分別為:第1章摩擦耗能減震的概念與原理，第2章摩擦耗能器的類型、性能與恢復(fù)力模型，第3章摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特性，第4章摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的分析方法，第5章摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，第6章摩擦耗能器的實際工程應(yīng)用，第7章耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件簡介。

本教材得到周福霖院士等前輩和同行的鼓勵、指導(dǎo)和支持，作者特表示由衷的感謝!

本教材在編寫過程中，參閱了國內(nèi)外許多學(xué)者的著作、論文和研究報告，一些學(xué)者主動提供了有關(guān)資料和工程照片，特在此表示衷心的感謝!作者的研究生湯統(tǒng)壁、楊波、吳叢曉和冷加冰等協(xié)助進行了資料收集和書稿錄入等大量工作，作者對他們的貢獻表示衷心的感謝!

本教材部分研究成果得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和建設(shè)部、廣東省建設(shè)廳、廣州市建委、廣州市教委科技基金的資助，在此表示衷心的感謝!

由于耗能減震內(nèi)容十分豐富，書中難免掛一漏萬，我們將在今后的研究和教學(xué)中逐步完善，同時。由于作者水平有限，書中難免有疏漏及錯誤之處，衷心希望有關(guān)專家、學(xué)者和讀者批評指正。

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叢 書 名:耗能減震設(shè)計理論及應(yīng)用叢書出 版 社: 武漢理工大學(xué)出版社ISBN:9787562924630出版時間:2006-11-01版 次:1

1 摩擦耗能減震的概念與原理

1.1 結(jié)構(gòu)減震的概念與原理

1.1.1 結(jié)構(gòu)減震控制的概念與發(fā)展簡況

1.1.2 結(jié)構(gòu)減震控制的類型與原理

1.2 耗能減震的概念與原理

1.2.1 耗能減震的概念

1.2.2 耗能減震的原理

1.2.3 耗能減震裝置的類型

1.2.4 耗能減震裝置設(shè)計的新思想

1.3 摩擦耗能減震的概念與原理

1.3.1 摩擦學(xué)基本原理

1.3.2 摩擦耗能減震的概念與基本原理

1.3.3 摩擦耗能裝置及摩擦耗能結(jié)構(gòu)的耗能機制

1.4 摩擦耗能減震的應(yīng)用范圍

參考文獻

2 摩擦耗能器的類型、性能與恢復(fù)力模型

2.1 摩擦耗能器的類型與性能

2.1.1 摩擦耗能節(jié)點

2.1.2 板式摩擦耗能器

2.1.3 筒式摩擦耗能器

2.1.4 復(fù)合型摩擦耗能器

2.2 影響摩擦耗能器性能的因素分析

2.2.1 摩擦元件組成形式對摩擦耗能器性能的影響

2.2.2 高強螺栓對摩擦耗能器性能的影響

2.2.3 摩擦元件和接觸面處理對摩擦耗能器性能的影響

2.2.4 摩擦元件和孔槽的幾何尺寸對摩擦耗能器性能的影響

2.2.5 使用時間對摩擦耗能器性能的影響

2.2.6 滑動速度與溫度對摩擦耗能器性能的影響

2.2.7 循環(huán)次數(shù)對摩擦耗能器性能的影響

2.2.8 外荷載類型對摩擦耗能器性能的影響

2.2.9 加工精度對摩擦耗能器性能的影響

2.3 摩擦耗能器的恢復(fù)力模型

2.3.1 普通摩擦耗能器恢復(fù)力模型

2.3.2 向心式摩擦耗能器(EDR)恢復(fù)力模型

2.3.3 擬粘滯摩擦耗能器恢復(fù)力模型

2.3.4 圓環(huán)一摩擦耗能器恢復(fù)力模型

參考文獻

3 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特性

3.1 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)

3.1.1 摩擦耗能剪力墻結(jié)構(gòu)

3.1.2 摩擦耗能支撐框架結(jié)構(gòu)

3.2 摩擦耗能-鋼結(jié)構(gòu)的振動臺試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.1 裝有摩擦耗能節(jié)點鋼結(jié)構(gòu)的振動臺試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.2 裝有Pall摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的振動臺試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.3 裝有T形芯板擬粘滯摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.2.4 裝有夾板摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.5 裝有Sumitomo摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.6 裝有EDR摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.7 裝有壓電摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.8 裝有電磁/永磁摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.2.9 裝有復(fù)合型摩擦耗能器鋼結(jié)構(gòu)的振動臺試驗及結(jié)構(gòu)特性

3.3 摩擦耗能一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.1 裝有Pall型摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.2 裝有十字芯板摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.3 裝有Sumitomo摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.4 裝有圓環(huán)一摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.5 裝有復(fù)合型摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.3.6 裝有鋼筒摩擦耗能器鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究與結(jié)構(gòu)特性

3.4 小結(jié)

參考文獻

4 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的分析方法

4.1 耗能減震結(jié)構(gòu)的分析方法

4.1.1 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法概述

4.1.2 耗能減震結(jié)構(gòu)的分析方法概述

4.2 耗能減震結(jié)構(gòu)的分析模型

4.2.1 普通結(jié)構(gòu)的分析模型

4.2.2 耗能減震結(jié)構(gòu)的分析模型

4.3 基于等價線性化的振型分解反應(yīng)譜法

4.3.1 振型分解反應(yīng)譜法概述

4.3.2 耗能減震器的等價線性化

4.3.3 耗能減震結(jié)構(gòu)的振型分解法

4.3.4 耗能減震結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計反應(yīng)譜

4.3.5 耗能減震結(jié)構(gòu)地震作用與作用效應(yīng)計算

4.4 時程分析法

4.4.1 時程分析法概述

4.4.2 輸入地震波的選用及調(diào)整

4.4.3 耗能減震結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力模型

4.4.4 質(zhì)量、剛度與阻尼矩陣

4.4.5 結(jié)構(gòu)振動方程的數(shù)值積分法

4.5 靜力彈塑性(Push-over)分析方法

4.5.1 靜力彈塑性(Push-over)分析方法概述

4.5.2 靜力彈塑性(Push-over)分析方法的原理

4.5.3 結(jié)構(gòu)的能力譜

4.5.4 結(jié)構(gòu)的地震需求譜

4.5.5 目標(biāo)位移與結(jié)構(gòu)性能評估

4.6 能量分析法

4.6.1 能量分析法概述

4.6.2 能量分析法的基本原理

4.6.3 地震輸入能量及其分配的影響因素

4.6.4 能量反應(yīng)譜

參考文獻

5 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

5.1 耗能減震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計

5.1.1 耗能減震結(jié)構(gòu)的適應(yīng)范圍和設(shè)防目標(biāo)

5.1.2 耗能減震結(jié)構(gòu)的性能標(biāo)準(zhǔn)和基本要求

5.1.3 耗能器的選擇、數(shù)量確定及布置原則

5.2 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

5.2.1 最優(yōu)滑移荷載設(shè)計譜法

5.2.2 期望阻尼比循環(huán)設(shè)計方法

5.2.3 與現(xiàn)行抗震規(guī)范相結(jié)合的設(shè)計方法

5.2.4 能量設(shè)計方法

5.3 摩擦耗能器的連接與構(gòu)造

參考文獻

6 摩擦耗能器的實際工程應(yīng)用

6.1 摩擦耗能器的應(yīng)用概況

6.2 摩擦耗能器在新建工程中的應(yīng)用

6.2.1 肯考迪亞大學(xué)圖書館

6.2.2 加拿大民航總部大樓

6.2.3 摩斯柯恩西會議中心

6.2.4 利諾維爾歐羅巴大樓

6.2.5 救護中心大樓

6.2.6 印度的梔子花公寓住宅樓

6.2.7 日本某圖書館

6.2.8 云南洱源縣振戎中學(xué)食堂

6.3 摩擦耗能器在加固工程中的應(yīng)用

6.3.1 蒙特利爾娛樂場

6.3.2 魁北克省警察局

6.3.3 馬克特克大樓

6.3.4 易通大樓

6.3.5 正義中心大樓

6.3.6 加拿大國家電子研究大樓

6.3.7 斯特文森醫(yī)院

6.3.8 波音商業(yè)飛機廠

6.3.9 波音發(fā)展中心大樓、自助餐廳和禮堂大樓

6.3.10 高地水塔和羅林山水塔

6.3.11 弗里波特水塔

6.3.12 日本多幢鋼筋混凝土教學(xué)樓、辦公樓和公寓

參考文獻

7 耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件簡介

7.1 耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件概述

7.2 ETABS

7.2.1 ETABS概述

7.2.2 耗能減震單元在ETABS中的實現(xiàn)

7.3 SAP2000

7.3.1 SAP2000概述

7.3.2 耗能減震單元在SAP2000中的實現(xiàn)

7.4 MIDAS

7.4.1 MIDAS概述

7.4.2 耗能減震單元在MIDAS中的實現(xiàn)

7.5 ANSYS

7.5.1 ANSYS概述

7.5.2 耗能減震單元在ANSYS中的實現(xiàn)

參考文獻

附錄 英制與國際單位制(SI)轉(zhuǎn)換表

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