傳統框架與減震樓蓋框架地震動力響應分析與有限元模擬

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摘要

本文針對傳統鋼框架和減震樓蓋鋼框架兩種結構體系，建立了水平地震作用下的動力學模型，推導了動力平衡方程，采用Python編程實現了兩種結構的動力響應計算。通過參數化分析研究了質量比、摩擦因數和彈性剛度等參數對結構動力響應的影響規律。同時，利用Python開發了有限元模擬程序，對比分析了無減震系統鋼框架與減震樓蓋鋼框架在不同頻率及加速度地震激勵下的抗震性能。研究結果表明，減震樓蓋框架能有效降低結構的地震響應，改善結構的抗震性能。

關鍵詞：減震樓蓋；動力響應；地震激勵；有限元模擬；參數化分析

1. 引言

地震是一種破壞性極強的自然災害，對建筑結構的安全性構成嚴重威脅。傳統的抗震設計主要通過提高結構構件的強度和延性來抵抗地震作用，而減震控制技術則通過在結構中設置消能裝置來耗散地震能量，從而減小結構的地震響應。減震樓蓋系統作為一種新型的減震技術，通過在樓蓋與主體結構之間設置減震裝置，有效隔離或耗散地震能量，提高結構的抗震性能。

近年來，國內外學者對減震結構進行了大量研究。文獻[1]提出了一種摩擦擺基礎隔震系統，通過數值模擬和試驗驗證了其減震效果。文獻[2]研究了粘滯阻尼器在高層建筑中的應用，分析了阻尼參數對結構響應的影響。文獻[3]開發了一種新型的