摩擦耗能減震機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用

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(jiǎn)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(jì)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(jī)制

1.4 摩擦耗能減震的應(yīng)用范圍

參考文獻(xiàn)

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(diǎn)

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(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.2 高強(qiáng)螺栓對(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.3 摩擦元件和接觸面處理對(duì)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(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.5 使用時(shí)間對(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.6 滑動(dòng)速度與溫度對(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.7 循環(huán)次數(shù)對(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.8 外荷載類型對(duì)摩擦耗能器性能的影響

2.2.9 加工精度對(duì)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(xiàn)

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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)及結(jié)構(gòu)特性

3.2.1 裝有摩擦耗能節(jié)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)研究與結(jié)構(gòu)特性

3.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

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(jià)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(jià)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(jì)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(jì)算

4.4 時(shí)程分析法

4.4.1 時(shí)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(dòng)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(píng)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(xiàn)

5 摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

5.1 耗能減震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

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(jì)方法

5.2.1 最優(yōu)滑移荷載設(shè)計(jì)譜法

5.2.2 期望阻尼比循環(huán)設(shè)計(jì)方法

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

5.2.4 能量設(shè)計(jì)方法

5.3 摩擦耗能器的連接與構(gòu)造

參考文獻(xiàn)

6 摩擦耗能器的實(shí)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(huì)議中心

6.2.4 利諾維爾歐羅巴大樓

6.2.5 救護(hù)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(chǎng)

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(guó)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(jī)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(xiàn)

7 耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件簡(jiǎn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)

參考文獻(xiàn)

附錄 英制與國(guó)際單位制(SI)轉(zhuǎn)換表

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叢 書 名:耗能減震設(shè)計(jì)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(shí)間:2006-11-01版 次:1

地震和風(fēng)災(zāi)害嚴(yán)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(qiáng)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(qiáng)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(dòng)力參數(shù)的途徑，改變結(jié)構(gòu)的震(振)動(dòng)反應(yīng)，有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)在地震(強(qiáng)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(jì)的減震(振)方法。

近三十年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這一技術(shù)及相關(guān)的理論、方法進(jìn)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(guó)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(jì)》、《摩擦耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《粘滯阻尼減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《粘彈性阻尼減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》。

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(jì)方法，第6章摩擦耗能器的實(shí)際工程應(yīng)用，第7章耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件簡(jiǎn)介。

本教材得到周福霖院士等前輩和同行的鼓勵(lì)、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(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的著作、論文和研究報(bào)告，一些學(xué)者主動(dòng)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(jìn)行了資料收集和書稿錄入等大量工作，作者對(duì)他們的貢獻(xiàn)表示衷心的感謝!

本教材部分研究成果得到了國(guó)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(shí)。由于作者水平有限，書中難免有疏漏及錯(cuò)誤之處，衷心希望有關(guān)專家、學(xué)者和讀者批評(píng)指正。

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