某教学楼应用阻尼器的抗震性能分析
阻尼器抗震原理

阻尼器抗震原理阻尼器是一种能够缓解或消除结构物地震响应的重要装置。
它的基本原理是利用受控减振摩擦力和内部流体的运动阻力来实现减震,从而达到降低地震响应的目的。
本文将对阻尼器的抗震原理进行深入的探讨。
一、阻尼器的基本结构阻尼器是一种具有能量吸收和消散功能的装置,主要由三个部分组成:摩擦材料、流体和外壳。
摩擦材料一般为钢材或高强度复合材料,用于产生摩擦力;流体为液态或气态介质,主要用于调节结构物的振动能量;外壳则用于固定阻尼器以及隔绝中介体的流动。
二、阻尼器的减震机理1.摩擦减振效应阻尼器的摩擦减振效应是通过制动力产生的阻尼力来吸收结构物的振动能量。
当结构物发生振动时,摩擦材料中的制动力就会与结构物相互作用,从而形成一个减振系统。
随着振幅的增大,制动力也逐渐增强,减震器就会吸收更多的振动能量。
2.流体阻尼效应在阻尼器中,流体的运动阻力是减震机理的另一个重要因素。
当震动载荷作用于结构物上时,流体的流动会形成摩擦力和阻尼力,并使结构物的振动逐渐减弱。
流体本身也会吸收结构物的振动能量,并将其转化为热能或其他形式的能量。
3.摩擦材料和流体的相互作用阻尼器中的摩擦材料和流体之间存在一种复杂的相互作用关系。
当结构物处于振动状态时,摩擦材料和流体就会相互耗散能量。
摩擦材料通过制动力吸收结构物振动的动能,而流体则通过阻尼力将振动能量消耗掉。
这种相互作用可以使阻尼器具有更高的减震效率。
三、阻尼器的应用范围目前,阻尼器已经广泛应用于各种不同类型的结构物中,包括摩天大楼、桥梁、输电塔、核电站等。
阻尼器在这些结构物中的作用主要是消除结构物的固有频率,减少结构物在地震时的振动。
阻尼器还可以阻止结构物发生共振,降低结构物的疲劳损伤和结构的振幅,从而延长结构的使用寿命。
四、阻尼器的设计和选择阻尼器的设计和选择需要考虑多个因素,包括结构物的质量、地震波的频率和振动幅度等。
一般而言,较大的结构物需要使用更大的阻尼器,以便能够消耗更多的振动能量。
大楼抗震阻尼器原理

大楼抗震阻尼器原理在建筑工程领域,抗震阻尼器是一种重要的结构措施,用于减少地震对建筑物造成的破坏。
大楼抗震阻尼器的原理是通过利用一系列特定的结构设计和材料,以及结构控制系统,来减少地震引起的结构振动幅度,提高大楼的抗震性能。
一般来说,大楼抗震阻尼器可以分为主动和被动两种类型。
主动抗震阻尼器是指通过激励器等装置主动干涉结构振动,控制结构的运动。
而被动抗震阻尼器则是利用结构本身的能量耗散特性,通过阻尼器等装置吸收和消耗地震能量,减少结构振动。
在大楼抗震阻尼器的设计中,常用的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器、斜拉索阻尼器等。
这些阻尼器可以有效地降低结构的振动幅度,减少地震引起的损失。
摩擦阻尼器是一种常见的被动阻尼器,通过增加结构的摩擦阻力,来减少结构振动。
当结构发生振动时,摩擦阻尼器会产生阻尼力,吸收和消耗振动能量,从而减少结构的振幅。
摩擦阻尼器通常由摩擦片和压力调节器等组成,可以根据结构的需求进行调节。
液体阻尼器是一种利用流体阻尼原理的被动阻尼器,通过流体的粘滞阻尼特性来消耗结构振动能量。
液体阻尼器一般由液体封闭在容器中,当结构发生振动时,液体会产生阻尼力,减少结构的振动。
液体阻尼器具有简单、可靠、稳定的特点,广泛应用于大楼抗震设计中。
斜拉索阻尼器是一种结构控制系统,通过设计合理的斜拉索系统,来限制结构的振动。
斜拉索阻尼器一般由斜拉索和调节器等组成,可以根据结构的振动特性进行调节,有效减少结构的振动幅度。
总的来说,大楼抗震阻尼器是一种重要的结构措施,可以有效提高建筑物的抗震性能,减少地震对建筑物造成的破坏。
通过合理设计和选择适当的阻尼器,可以有效降低结构的振动幅度,保障建筑物和人员的安全。
在今后的建筑设计和施工中,大楼抗震阻尼器将发挥越来越重要的作用,为建筑物的抗震设计提供更多的选择和可能性。
阻尼器在新疆某中学加固中的应用

阻尼器在新疆某中学加固中的应用
近日,新疆某中学进行了加固工程,采用了最先进的阻尼器材料,使建筑物抗震性大大提高。
阻尼器是一种抗震材料,能吸收建筑物受力时产生的冲击,减少抗震结构的受力,从而实现防护建筑安全的目的。
新疆某中学加固的阻尼器材料,采用了最先进的技术,采用了碳纤维、碳纤维等多种材料,可以有效抑制建筑物受到地震时的震动,有效改善建筑物的抗震性能。
新疆某中学加固阻尼器的应用,不仅可以使建筑物有效抗击地震,还可以提高建筑物的结构安全性。
在加固后,建筑物的抗震性能提升了60%以上,满足了抗震要求。
此外,阻尼器的应用还可以减小地震时的建筑物损坏,确保学生的安全。
新疆某中学的加固工程,阻尼器的应用发挥了重要作用,使建筑物的抗震能力大大提高,为学生们提供更安全的学习环境。
在今后的抗震工作中,阻尼器也将发挥着重要的作用,为我们提供更安全的环境。
设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选

分类号UDC密学级号 1108140748硕士学位论文设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选赵乐乐学科门类:学科名称:指导教师:申请日期:工学结构工程李哲教授2014年2月可编辑摘要论文题目:设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选学科名称:结构工程研究生:赵乐乐指导教师:李哲签名:签名:摘要消能结构的减震效果显著,这一优点使得这种结构在高烈度地区的实际工程中有广泛的应用前景,尤其在新建建筑和震后建筑的加固中应用形式和范围更广。
近几十年来,国内外学者进行了大量研究,主要对各种消能装置进行试验研究和理论分析,取得了诸多研究成果,现实意义重大,消能减震技术也愈发成熟,我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中,也有消能减震的相关内容,金属阻尼器是其中的一项。
我国学者对于金属消能阻尼器也做了理论和试验的研究,并取得了一些成果。
目前,金属阻尼器在结构中应用,但对其使用效果的详细分析并不多见,有必要进行进一步的研究。
在此背景下,基于已有的消能减震研究成果,本文进行了以下几个方面的工作:(1)分析介绍了金属阻尼器的力学性能和计算模型,阐述了金属阻尼结构的分析与设计方法。
(2)采用有限元软件ANSYS,以一个12层的框架剪力墙结构为研究对象,建立无控结构、消能结构和支撑结构三种不同的结构模型,经过模态分析得出三种结构的自振特性,并选取适当的地震波,对三种结构模型进行罕遇地震下的时程分析。
分析结果表明,在结构中加金属阻尼器,减震效果明显。
(3)对金属阻尼器布置方案进行优选,以设置了金属阻尼器的12层框架-剪力墙结构为研究对象,在使用相同数量阻尼器的情况下,采用两种布置方式,对比其控制效果。
分析结果表明,以层间位移角为控制函数的布置方案能有效的控制层间位移;均匀布置方案减震效果明显,布置方法简单,在实际工程中可行性较高。
关键词:消能减震;金属阻尼器;时程分析;优化布置可编辑可编辑摘要Title: Analysis and Optimization Selection of Metal Damper'sInfluence on the Structure under the EarthquakeMajor: Structure EngineeringName: Lele Zhao Signature:Signature: Supervisor : Pro. Zhe LiAbstractPassive energy dissipation structures have effective reduction of structuralresponse. Theadvantages make the structure have extensive application prospect in high intensi areas inpractical engineering, especially in the construction of new buildings andreinforcement ofbuilding after an earthquake. In recent decades ,studies on experiments ,theoretical analyses anddesign methods of various energy dissipation devices have made great development, which is ofgreat significance. Energy dissipation damping technology is also increasingly mature. Atpresent ,contents related to passive energy dissipation have been written to the Chin SeismicCode(GB50011-2010).Among it, the use of mental dampers is the technology neededto be emphasized and popularized. Chinese scholars for the metal energy dissipation dampers also made theoretical and experimental research, and obtained some achievements. At present, the metal damper applied in the structure, but detailed analysis of its use effect does not see more,there is a need for further research. In this background, based on the energy dissipati damping of the existing research results, this article has carried on the following several aspects work:(1)The paper analyze mechanics capability and computation models of the mental damper , expatiate the analytical and design methods, and discuss the application and optimize (2)A finite element method ANSYS Program is used to analyze the frame building with12-layer frame shear wall structures. Established three difference structuralmodels with structure without dampers, structure with support, structure with dampers,we can get themselves vibratory features by modal analysis. And then chooses representative seism wave, to carry on the dynamical time-historical analysis and discusses the dynamic response and damping performance of the structure under severe earthquake. Analysis results show that ,Add (3)With 12-layer frame shear wall structures as the research object in optimize dispose of mental dampers. There are two ways of optimize dispose in the framework, compared the control effect between different methods. Analysis results show that ,it can effectively control the displacement between the layers using interlayer displacement angle as the contro function可编辑most important thing is that, engineering feasibility is higher in the practical.Key words:energy dissipation;metal damper; time-history analysis ;optimum arrangement目录可编辑目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2结构减震控制分类 (4)1.3耗能减震结构的优点及应用 (6)1.4消能减震技术的研究进展和现状 (7)1.5本文主要研究内容 (10)2金属阻尼器 (11)2.1阻尼器的参数研究 (11)2.1.1引言 (11)2.1.2阻尼器的参数研究 (11)2.2确定恢复力模型 (12)2.3主体结构分析模型 (14)2.3.1结构分析模型分类 (14)2.3.2结构层间模型 (15)a.层间剪切型模型 (16)b.层间弯剪型模型 (17)c.等效的层间剪切型模型 (17)2.4结构时程分析的参数确定 (18)2.4.1阻尼装置的分析模型 (18)2.4.2恢复力模型 (19)2.4.3运动方程 (19)2.4.4刚度矩阵 (20)2.4.5刚度修正 (22)2.4.6阻尼矩阵 (22)3金属阻尼器减震结构的分析与设计方法 (25)3.1金属阻尼器减震结构的分析方法 (25)3.1.1时程分析法 (25)3.1.2选择地震波 (26)3.1.3恢复力模型 (28)3.2金属阻尼结构减震设计方法 (29)3.2.1消能减震结构的适用范围 (29)3.2.2消能减震结构设计的性能标准 (29)可编辑3.2.3消能器选择和布置原则 (30)a.选择消能器 (30)b.布置消能器 (30)3.2.4设置金属阻尼器结构的设计步骤 (31)3.3设置金属阻尼器结构的减震设计过程 (32)3.3.1确定金属阻尼器的数量 (32)3.3.3金属阻尼器的布置位置 (33)a.以层间位移角(或层间位移)为控制函数 (33)b.以控制力为控制函数 (33)c.以层间位移和层位移为控制函数 (33)d.以层间位移和顶层位移为控制函数 (34)4、消能支撑结构的减震性能分析 (35)4.1有限元软件ANSYS介绍 (35)4.2结构计算模型的建立 (36)4.2.1模型的基本数据 (36)4.2.2结构布置方案的选取 (37)4.2.3金属阻尼器的分析 (38)4.2.4结构模型说明 (39)4.2.5模态分析 (40)4.2.6地震波的选取 (42)4.3三种结构的抗震性能分析 (44)4.3.1三种结构在罕遇地震下顶层位移以及顶层加速度的比较 (44)4.3.3三种结构在罕遇地震下各层层间位移以及各层加速度的比较 (46)4.3.4结构基底剪力和弯矩的比较 (48)4.4软钢阻尼器的耗能减震效果分析总结 (50)5、消能支撑对结构的其他影响分析 (51)5.1无控结构和安装消能支撑结构的层间位移比较 (51)5.2安装消能支撑前后结构的轴力变化情况分析 (51)5.2.1引言 (51)5.2.2无控结构的框架柱轴力统计 (52)5.2.3安装消能支撑后的框架柱轴力统计 (53)6、设置金属阻尼器减震结构的方案优选设计研究 (55)6.1优选方案设计原则和设计步骤 (55)6.2优选方案设计 (55)目录可编辑6.2.1结构方案优选设计中的目标函数选取 (55)6.2.2方案优选设计说明 (55)6.2.3金属阻尼器循环布置方法及过程 (56)6.3结构两种布置方案计算结果及比较分析 (59)6.3.1两种方案的计算结果 (59)6.3.2两种方案各层阻尼器布置数量的比较 (65)6.3.3两种方案的计算结果对比分析 (65)6.4小结 (66)7结论和展望 (67)7.1结论 (67)7.2展望 (68)致谢 (69)参考文献 (71)可编辑1 绪论1.1选题背景及意义引起结构振动的原因有自然振动和环境振动,自然振动分为地震和风振,环境振动分为交通振动、设备振动和机械振动等,其中以地震带给结构的灾难最为严重,本文着重介绍减小地震影响作用的控制方法。
某教学楼抗震设计方案

一、项目背景随着我国经济的快速发展,教育事业也得到了前所未有的重视。
为了满足人民群众对优质教育资源的需求,某地区决定新建一所教学楼。
然而,地震作为一种自然灾害,对建筑物的安全构成了严重威胁。
因此,在建筑设计过程中,必须充分考虑抗震性能,确保教学楼的稳定性和安全性。
本文针对该教学楼,提出一套抗震设计方案。
二、设计目标1. 满足抗震设防标准:按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的要求,确保教学楼在地震作用下,不发生倒塌、严重破坏和局部倒塌。
2. 提高抗震性能:通过优化结构设计,提高教学楼的抗震性能,降低地震对建筑物的损害。
3. 保障人员安全:确保教学楼在地震发生时,人员能够迅速疏散,减少人员伤亡。
三、抗震设计方案1. 结构形式选择(1)采用框架-剪力墙结构体系:框架-剪力墙结构体系具有较好的抗震性能,既能承受水平荷载,又能承受竖向荷载。
(2)框架柱采用钢筋混凝土柱,剪力墙采用钢筋混凝土墙,确保结构具有足够的承载力和延性。
2. 抗震设计措施(1)提高结构刚度:通过优化框架和剪力墙的截面尺寸,提高结构的整体刚度,降低地震作用下的变形。
(2)加强连接节点:确保框架柱与梁、剪力墙与梁的连接节点具有足够的强度和延性,提高结构整体抗震性能。
(3)设置抗震缝:在教学楼两侧设置抗震缝,将结构划分为若干独立单元,降低地震对结构的影响。
(4)设置消能减震装置:在关键部位设置消能减震装置,如隔震支座、消能阻尼器等,降低地震对建筑物的损害。
3. 非结构设计(1)提高建筑物的整体稳定性:通过优化建筑物的平面布置,提高建筑物的整体稳定性,降低地震作用下的倾覆风险。
(2)加强非结构构件:对门窗、屋面、墙体等非结构构件进行加固,提高其抗震性能。
(3)完善疏散设施:设置充足的疏散通道和疏散设施,确保地震发生时人员能够迅速疏散。
四、结论本文针对某教学楼,提出了一套抗震设计方案。
通过优化结构形式、抗震设计措施和非结构设计,确保教学楼在地震发生时,具有良好的抗震性能和安全性。
阻尼器在建筑防震中的应用研究

阻尼器在建筑防震中的应用研究地震一直以来都是人类所无法掌控的一种自然灾害,对于建筑物来说更是极具威胁。
随着科技的发展,人们对于建筑防震的要求也越来越高。
而阻尼器作为一种可以较好的缓解震动的装置,近年来被广泛应用于建筑物中。
一、阻尼器的种类阻尼器分为多种类型,如桥梁阻尼器、船舶阻尼器、风电机组阻尼器等,不同的类型可以根据不同的场景和需求进行选择。
在建筑领域中主要采用的是摩擦式阻尼器和液阻尼器。
摩擦式阻尼器是利用金属板和阻尼油脂的摩擦产生的能量来缓冲震动。
其设计原理比较简单,制造成本也相对比较低,因此在一些小型建筑物中得到了广泛的应用。
液阻尼器则是利用高粘度油液(或其它液体)的在密闭的容器中通过液压作用来产生的阻力,从而达到缓冲震动的效果。
由于其可以在更广泛的温度范围内使用,以及可以根据实际需求进行设计和制造,液阻尼器已经成为了在建筑领域中最常用的阻尼器类型。
二、阻尼器的应用场景阻尼器能够最有效地发挥作用的是高层建筑、大型桥梁等场景中。
由于这些建筑物的结构相对复杂,容易受到地震的威胁。
而在阻尼器的应用下,这些建筑物的抗震能力大大提高,可为人们在地震中提供更多的安全度。
另外,在诸如刚性结构、钢框架结构等建筑物中,阻尼器也有一定的应用前景。
通过在建筑物中分别使用摩擦式阻尼器和液阻尼器,还可以得到更全面、更优质的防震效果。
三、阻尼器的发展前景目前阻尼器在建筑领域中的应用仍处于相对较早的阶段,但是未来有着非常广阔的发展前景。
在阻尼器的技术、设计和制造等方面,都有着巨大的提升空间。
而在灾害防护的设计方面,业内人士也有了非常具体、非常成熟的设计理念和方案。
在未来,阻尼器还将在新型建筑构造、地震监测、防灾救援等领域得到更广泛的应用。
除此之外,阻尼器还可以用于建筑物的节能和环保,对于整个建筑行业来说都非常具有潜力。
总结:阻尼器在建筑领域中的应用,是一种可以减轻震动的装置,能够为建筑物提供更好的防震保护。
在研究和应用中,需要结合实际需求、实际场景和实际资金预算等方面进行综合考虑,才能使阻尼器尽可能发挥最大的作用。
粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用

粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用摘要:随着建筑抗震安全性能要求的日益提高,消能减震技术在建筑抗震领域的应用越来越多。
消能减震技术是利用耗能装置(如阻尼器)消耗地震能量,减小主体结构的地震输入,降低整体结构体系的地震响应,进而减轻甚至避免主体结构构架的损伤破坏,是一种可行、有效的抗震策略,已成功应用于实际工程。
粘滞阻尼器是一种用于结构消能减震的阻尼元件,可降低地震作用进而减小结构尺寸以达到相应要求,而且对建筑外观不造成影响。
关键词:消能减震;粘滞阻尼;宿舍楼引言:在小震作用下,减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小,且最大位移角小于规范值;在大震作用下,减震结构的塑性铰发展较好,满足规范要求,且阻尼器的滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,可为建筑结构安全提供保障。
1传统抗震设计与粘滞阻尼器设计比较传统抗震设计主要通过增大配筋率、改变构架截面面积来实现,而粘滞阻尼器设计能在不改变原有结构的基础上实现抗震能力的大幅度提升。
粘滞阻尼器的工作原理是在流体运动时对其产生粘滞阻力,从而达到加固的效果。
粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型的阻尼器,并且粘滞阻尼器阻尼力与活塞的运动速度成正比。
1.1传统抗震设计传统抗震设计主要体现在“抗”字,通过加大结构断面、增大配筋率来抵抗地震力。
该方法虽实用、有效,但在实践过程中也逐渐暴露出了问题:(1)提高“抗震”所需的建筑成本,以8度为例,采用上述方法提升抗震能力所增加的造价为8%-15%。
(2)在建筑物的刚度增大的同时,吸收的地震能量也增大。
(V)在大震作用下,增大截面后难以控制结构弹塑性变形耗散地震能量。
1.2粘滞阻尼消能减震设计粘滞阻尼墙可作为墙体安装在结构层间,是利用结构层间的相对运动,使内外钢板之间产生速度梯度引起粘滞材料剪切滞回耗能,达到降低结构动力响应的目的。
粘滞阻尼墙具有以下有优点:(1)易施工,且抗震效果明显。
(2)阻尼力可通过改变粘滞液体的稠度等进行改变。
某高层建筑采用粘滞阻尼器的抗震设计研究

维普资讯
20 08年 第 6期
某 高 层 建 筑 采 用 粘 滞 阻 尼 器 的 抗 震 设 计 研 究
13 0
尼 器 的实际 相对 位 移 幅值 与 层 间 位移 幅值 之 比 , 可 通 过插 值求 得 …或 采用 神经 网络 仿真 得 到 。
维普资讯
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文 章 编 号 :0 319 (0 8 0 —120 10 .9 5 2 0 ) 60 0 .4
某 高 层 建 筑 采 用 粘 滞 阻尼 器 的抗 震 设 计 研 究
其 中 F t是 粘滞 阻尼 器 的阻尼 力 ; () c是 阻尼 器 的阻尼
位移之比为 p 一 I I I =kJ C + 。 =I 一/ /
从该 式可 知 , 支撑 刚度 ( 支撑 变 形 ) 线 性 粘 滞 阻 尼 即 对 器 的 影响很 大 。对 于 非 线 性粘 滞 阻尼 器 , 虑 支 撑 考 变形 时 , 线 性 粘 滞 阻 尼 器 的 难 于 求 出 具 体 表 达 非 式 , 文献 [ ] 过 大量 数 值 模 拟 , 现 与 阻尼 器 的 但 4通 发 阻 尼系 数 c、 非线 性指 数 a、 支撑 刚度 、 构 的 自振 频 结 率 以及层 间位 移 幅值 I I 有 关 。非 线 性 粘 滞 阻 …
相 对位 移取 作所 在 层 的层 间 位 移 。实 际 上 , 由于 支 撑 的变 形不 可避 免 , 导致 阻 尼 器 两 端 的相 对 水 平 位 移 并 不 等 于阻 尼器所 在层 的层 问 位移 。 图 1所示 为粘 滞 阻 尼器在 结构 中的典 型 安装 方 式 , 地震 作 用 下 框 架 结 若 构 的层 问位 移 为 , 由于支 撑变 形 支 撑 顶部 相 对 支撑 底 部 的位 移为 ,则 粘 滞 阻尼 器两 端 的实 际相 对 位 移 , 为 = 一 。 文 献 [ ] 如何 在 工程 设 计 中合 理 地 。 4就 考 虑支 撑 变形所 带 来 的影 响 , 行 了详 细 理 论 分 析 和 进 大量 的数值 模 拟 。本 文 利 用文 献 [ ] 4 的研 究 成 果 考 虑
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某教学楼应用阻尼器的抗震性能分析
作者:徐倩
来源:《建筑与装饰》2016年第06期
摘要传统的抗震结构体系通常是加大结构本身的性能来抵御地震作用,消能减震结构体系是通过给结构添加消能减震装置来耗散地震能量达到抗震目的。
黏滞阻尼器具有构造简单、材料经济、环境影响小、便于施工、减震效果明显、对原结构干扰小的优点,目前在很多领域都有应用。
关键词黏滞阻尼器;弹性时程分析;弹塑性时程分析
1 前言
黏滞耗能阻尼器的研发和应用,等于给建筑或桥梁装上了"安全气囊"。
在地震来临时,阻尼器最大限度吸收和消耗了地震对建筑结构的冲击能量,大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。
2 工程概况
小学教学楼2#楼占地1087.68平方米,建筑面积5510.06平方米。
本工程抗震设防烈度为8(0.2g),地震分组:第三组,场地类别:Ⅱ类。
教学楼的3D模型图如图1所示。
3 确定阻尼器的参数和数量及安装位置和型式
阻尼器的安装位置:楼层平面内的布置遵循“均匀、分散、对称”的原则[1]。
阻尼器竖向布置应先对非减震结构进行计算分析,确定层间位移角最大楼层,将阻尼器安装在此楼层处,安装数量根据具体情况而定,然后再对安装了阻尼器的结构进行分析,再将阻尼器安装到此时层间位移角最大楼层,如此循环直到将所有阻尼器安装完毕[2-3]。
阻尼器连接单元在模型中的模拟形式如下图2所示,表1 黏滞阻尼器技术参数及布置表:
4 结构弹性时程分析
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[4]5.1.2条规定,采用5条天然波2条人工波《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[4]5.1.2条规定,采用5条天然波2条人工波
在表2和图3.
在ETABS分析中,弹性时程分析采用软件所提供的快速非线性分析(FNA)方法,得出层间位移角表3 。
5 附加有效阻尼比的计算
5.1 理论依据[5]
(1)消能部件附加给结构的有效阻尼比可按下式估算:
式中:——消能减震结构的附加有效阻尼比;
——第个消能部件在结构预期层间位移下往复循环一周所消耗的能量;
——设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。
(2)不计及扭转影响时,消能减震结构在水平地震作用下的总应变能,可按下式估算[6]:
式中:——质点的水平地震作用标准值;
——质点对应于水平地震作用标准值的位移。
5.2Wcj——一个消能部件所消耗的能量的估算[7]
式中:——阻尼指数的函数,本工程取值3.70(按规程中指数0.25的偏保守取用);
——第j个消能器在相应水平地震作用下的最大阻尼力(kN)。
结构附加阻尼比如表4.
6 结构弹塑性时程分析
弹塑性时程分析过程考虑材料非线性;采用小变形假定;不考虑结构的几何非线性。
对于运动微分方程的求解,选择程序提供的Hilber-Hughes-Taylor逐步积分法,β值取0.25,γ取0.5,Alpha系数为0。
弹塑性时程分析过程中,在弹性时程分析的基础上选择三条地震波进行计算分析,最终结果取三条地震波作用下的包络值。
根据规范对所选地震波进行调幅,调幅后的峰值加速度为400cm/s²。
本节列举了结构在各个地震波作用下的结构响应结果。
为了分析结构在不同地震波、不同地震输入方向作用下结构的弹塑性性能,对结构进行单向地震输入作用下的弹塑性动力性能进行分析,得出结构地震作用响应结果,如位移、塑性铰分布等。
单向地震作用下,地震波分别沿X、Y向输入。
三条波的计算结果为:57波X向1/125、Y向1/127;142号波X向1/137、Y向1/122;REN1号波X向1/181、Y向1/163。
对不同地震波的时程分析,根据规范要求,三条地震波可取包络值。
7 结论
通过对结构的整体模型进行了弹性和弹塑性时程分析,采用不同地震波分析了结构在X 向单向和Y向单向地震输入时结构的抗震性能,主要结果总结如下:
⑴小震地震作用下,结构主体弹性,未进入屈服耗能阶段,满足预先设定减震目标。
⑵罕遇地震作用下构件开始进入塑性,框架梁、柱均有塑性铰出现,且梁铰先于柱铰出现,满足“强柱弱梁”的要求。
⑶罕遇地震作用下,与阻尼器相连的结构构件在正常设计下也会进入塑性状态;因此,在结构设计中,要着重注意消能子结构的设计,使其满足性能目的。
参考文献
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[2] GB 50009-2012,建筑结构荷载规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
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[4] GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[5] GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版,2010.
[6]GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
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