傳統結構在大地震作用下,主要依靠某些結構構件吸收大量地震能量,而使整個結構進入彈塑性狀態甚至屈服、破壞,從而導致整個結構震后無法修復甚至直接倒塌。阻尼器是結構中專門用來消耗地震能量的構件。其作為一種被動控制措施是將輸入結構的地震能量引向特別設置的機構和元件加以吸收和耗散,從而能夠保護主體結構的安全。在結構中合理布置阻尼器可以消耗輸入結構中的大部分地震能量,減小結構位移,改善和提高結構的抗震性能。消能減震技術現已成為工程抗震研究的主要發展方向之一,各國工程抗震專家和學者均積極致力于該技術的研究開發和推廣應用。時程分析法是減震結構的常用的分析方法之一。本文系統地闡述了減震結構的運動微分方程及時程分析方法。無論減震結構是單自由度、多自由度、是否考慮扭轉耦聯,還是進行三維有限元分析,減震結構均可以采用時程分析法進行計算。本文在算法上采用適用于局部非線性問題的“快速非線性分析(FNA)”方法求解,此方法有較高的計算效率和精度。本文對門式剛架結構采用消能減震方法進行了研究,其中包括結構的消能減震計算模型和計算方法、模態分析、動力響應分析、阻尼器布置方案、阻尼器阻尼參數優化、不同頻率特征地震波下結構的減震等。模態分析表明:結構動力特性復雜,自振振型以柱的水平方向對稱及反對稱振動為主,雖然在振型中也出現了扭轉振動,但由于階數較大,對結構影響相對較小。文中采用粘滯流體阻尼器作為附加消能桿件,分析比較了六種不同的阻尼器布置形式,分別與無控制時的結構動力反應進行比較,最終通過分析計算及對比給出了較優的阻尼器布置方式。文中還就阻尼器的阻尼系數對結構減震效果的影響對比分析,得到了較經濟的阻尼系數取值范圍,這可以為工程設計人員提供很好的參考。另外對不同頻率特征地震波下結構的減震效果進行了分析。在不同的地震波激勵下,結構的響應可能相差較大;為了得到較準確的結果,需要采用多條地震波進行計算取其平均值。

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