既有建筑消能减震设计方法研究.pdf

致 谢 夏始春余，叶嫩花初。一转眼就到了毕业的季节，虽然是一个不同以往的毕 业季，也正因此会让人铭记终生。求学的时光总是令人难忘的，三年的研究生生 活即将过去，校园生活也将画上一个句号。告别学校，告别这个记录着七年大学 生活的城市，心中十分不舍。值得庆幸的是我遇到了许多良师益友，他们在生活 和学习方面都给予我帮助和支持，让我在校园生活里成长收获良多。 首先感谢我的研究生导师 xx 教授，其对待学生认真负责的态度，丰富的工程 经验以及对我们课题组孜孜不倦的教诲给我的科研工作提供很大的帮助。同时， 在生活中关老师时常关心我，在我求职时对未来生活迷茫时开导我，鼓励我要知 难而进，关老师热爱生活的积极态度也是值得我学习的优秀品质。在此衷心祝愿 老师身体健康、工作顺利、生活幸福多彩。 感谢我的父母在我的成长过程中爱和鼓励，他们十分开明的教育方法，从来 没有让我在压力下学习和成长。自由的家庭环境让我人格独立、自信。我的父母 也是我的朋友，感恩父母多年在学业上支持和陪伴，才让我在追求梦想的路上越 来越远。同时也要感谢杜睿，他不仅是我的男朋友，也是最好的朋友，在我遇到 挫折时会开导和鼓励我，他让我对未来有了更多期待，相信在今后的人生道路上， 我们也会一直相互支持和陪伴。 感恩在校期间所有的授课教师，他们孜孜不倦的教诲，丰富了我的知识，开 阔了我的视野，让我对自己有更加全面的认识，也让我感觉到学海无涯、学无止境。 感谢师兄 xxx 、xxx 、xxx 、xxx 、xxx 、xxx 、xxx 、师姐xx 、xx ，同门xxx 、xx 、xx ， 师弟 xxx 、xxx 、xxx 、xxx 和 xx ，在课题组我们共同度过研究生时光，希望各位同 门前程似锦、一帆风顺。感谢室友xxx 、xx 、xxx 在生活中对我的关心和照顾，希 望我们毕业后仍能砥砺前行、不忘初心。 本人学疏尚浅，在论文难免出现需要修改的部分，恳请各位老师和同学向我 提出宝贵的修改意见，对此我表示真挚的感谢。 I 摘 要 进入二十一世纪，人类在多次面临城市遭受严重地震破坏后重建工作难度大、 城市代价大的社会挑战，城市的抗震韧性的到广泛的重视。中国地震局已经将 “韧性城乡”作为地震科学创新项目计划的四个重点项目之一。北京市必威体育精装版总体 规划中提出了 “加强城市防灾减灾能力，提高城市韧性”；上海市城市总体规划 （2017-2035 ）中提出，要 “凸出底线约束、低碳韧性路径。”。但是真正每一座 城市的建立和发展都是一个漫长的过程，在城市建筑群中不仅有新建建筑，更存 在大量的老旧建筑。新建建筑一般反应地震工程领域的必威体育精装版发展，符合当下的抗 震设计规范，具有更好的抗震性能。而大量的老旧建筑往往存在巨大的抗震隐患， 也是实现韧性城市的巨大挑战。 传统结构的抗震设计基本以实现三水准为目标，即 “小震不坏、中震可修 及大震不倒”。而这种设计逻辑是基于生命无价的理念，为大多数结构物抗震设 计的基本方针。然而在地震之后，建筑虽然未发生结构倒塌的严重破坏，但是破 坏的实际情况却导致建筑物原有使用机能的中断与丧失，甚至造成建筑物的非结 构元件、硬件设备与财物等破坏，这些往往比建筑结构本身的破坏造成更大的财 产或机能损失。在现今重视高效率的产业需求与高水准的生活环境下，结构的抗 震性能及地震发生后功能性恢复已深受国人重视，再加上近年来国际发生数次重 大地震灾害，结构消能减震技术的研究更是各国的重要课题。本文基于既有建筑， 从既有建筑消能减震设计的分析方法、设计方法以及基于时域分析的分析和设计 和方法这四个方面进行研究：概述了几种阻尼器分类及其力学模型，并以单自由 度体系为例，从反应谱及能量的角度说明消能减震结构控制地震反应的原因；综 述既有建筑消能减震结构的设计方法，包括振型分解法、静力弹塑性分析法、时 程分析法和能量分析法；提出一种基于时域分析法的既有建筑消能减震设计理论 以及设计方法；通过对算例的计算，验证了基于时域分析法的消能减震方法可 达到预设目标；通过对工程实例的仿真分析，验证本文提出的既有建筑消能减震 设计方法的可行性。 关键词：既有建筑；消能减震；时域分析法；附加阻尼系数；阻尼比；中震弹性 II