设置金属阻尼器的某高层建筑耗能减震分析
金属位移型阻尼器耗能和有效刚度的计算
金属位移型阻尼器耗能和有效刚度的计算 阻尼器耗能及阻尼比计算公式由《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中12.3.4条：
/(4)
a cj s j W W ξπ=∑
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，即滞回曲线的面积；
—设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。
单个阻尼器的耗能面积根据平行四边形法则求出，具体计算公式如下（《消能减震技术规程》3.3.5条）：
max max max 4()
()cj dy d dy d dy W F u F u u u =∆-∆∆>∆
式中W Cj —单个阻尼器耗能 F dy —阻尼器屈服力 △u y —阻尼器屈服位移 F max —阻尼器实际出力 u dmax —阻尼器实际位移
图2.2金属位移型阻尼器耗能面积计算图
总应变能，其中F i —质点i 的水平地震作用标准值；μi —质点i 对应于水平地震作用标准值的位移。
a ξcj W j j μ∆s
W 1/2s i i W F μ=∑（）
用于消能部件有效刚度计算的阻尼器有效刚度计算公式为：
max max /eff d K F u =∆。
土木工程中的消能减震结构设计研究
土木工程中的消能减震结构设计研究在土木工程领域，保障建筑物在地震等自然灾害中的安全性至关重要。
消能减震结构设计作为一种有效的抗震手段，近年来受到了广泛的关注和研究。
本文将对土木工程中的消能减震结构设计进行深入探讨。
一、消能减震结构的基本原理消能减震结构的核心原理是通过在结构中设置专门的消能部件，如阻尼器，来消耗地震输入结构的能量，从而减轻主体结构的地震响应。
当建筑物受到地震作用时，消能部件能够产生较大的阻尼力，迅速将地震能量转化为热能等其他形式的能量耗散掉，降低结构的振动幅度和变形，保护主体结构的完整性和稳定性。
常见的消能器包括粘滞阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器等。
粘滞阻尼器利用液体的粘性阻力来消耗能量；金属阻尼器则依靠金属材料的塑性变形来实现耗能；摩擦阻尼器通过接触面的摩擦力来消耗能量。
二、消能减震结构设计的关键要素1、消能器的选型与布置消能器的类型和性能应根据建筑物的结构特点、地震烈度、使用功能等因素进行选择。
在布置消能器时，需要考虑结构的受力特点和变形模式，使消能器能够在地震作用下充分发挥作用。
一般来说，消能器应布置在结构的变形较大、受力复杂的部位，如框架结构的梁柱节点、剪力墙结构的连梁等。
2、结构分析与计算进行消能减震结构设计时，需要采用合适的分析方法和计算软件，准确模拟消能器的力学性能和结构的地震响应。
常用的分析方法包括时程分析法、振型分解反应谱法等。
时程分析法能够较为真实地反映结构在地震作用下的动态响应，但计算量较大；振型分解反应谱法则相对简单，但对于复杂结构和消能器的模拟可能不够精确。
3、连接构造设计消能器与主体结构之间的连接构造至关重要，它直接影响消能器的工作性能和结构的安全性。
连接构造应具有足够的强度、刚度和耐久性，能够可靠地传递消能器产生的力和变形。
同时，还应考虑连接构造的施工可行性和维护便利性。
三、消能减震结构设计的流程1、确定设计目标根据建筑物的重要性、使用功能和所处地区的地震危险性，确定消能减震结构的设计目标，如降低结构的地震响应、保证人员生命安全、减少经济损失等。
建筑墙式金属阻尼器减震技术规程
建筑墙式金属阻尼器减震技术规程一、引言随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中的比例越来越高，地震对高层建筑的影响也越来越重要。
因此，为了确保建筑的稳定性和安全性，需要采用有效的减震技术。
建筑墙式金属阻尼器作为一种常见的减震装置，在保护建筑物免受地震破坏方面发挥着重要作用。
本文将对建筑墙式金属阻尼器减震技术规程进行详细介绍。
二、建筑墙式金属阻尼器的基本原理建筑墙式金属阻尼器是一种基于金属材料的减震装置，通过在建筑结构中设置金属阻尼器，能够吸收和耗散地震能量，减小地震对建筑物的冲击力。
其基本原理是利用金属材料的弹性和塑性变形特性，将地震能量转化为金属材料的变形能量，从而降低地震对建筑物的破坏力。
三、建筑墙式金属阻尼器的设计要求1. 承载能力：建筑墙式金属阻尼器需要具备足够的承载能力，能够承受地震时的巨大冲击力，保证建筑物的稳定性。
2. 变形能力：建筑墙式金属阻尼器应具备较大的变形能力，能够通过弹性和塑性变形，有效吸收和耗散地震能量。
3. 耐久性：建筑墙式金属阻尼器需要具备良好的耐久性，能够长期保持其减震性能，不受环境因素的影响。
4. 可维修性：建筑墙式金属阻尼器应设计为可拆卸和可更换的结构，方便维修和更换受损的部件。
四、建筑墙式金属阻尼器的施工要求1. 施工前需要进行详细的设计和计算，确保建筑墙式金属阻尼器的尺寸和参数符合设计要求。
2. 施工过程中需要注意保持施工现场的清洁和整洁，确保施工质量。
3. 施工人员需要严格按照施工图纸和技术规程进行操作，避免施工错误和质量问题。
五、建筑墙式金属阻尼器的检测和验收1. 施工完成后，需要对建筑墙式金属阻尼器进行检测，确保其性能和质量符合设计要求。
2. 检测内容包括承载能力测试、变形能力测试等，以验证建筑墙式金属阻尼器的减震效果。
3. 验收过程中需要制定相应的验收标准和程序，确保验收结果的准确性和可靠性。
六、建筑墙式金属阻尼器的维护和管理1. 建筑墙式金属阻尼器需要定期进行维护和检修，确保其性能和功能的正常运行。
中高层建筑减震耗能技术研究
中高层建筑减震耗能技术研究摘要：随着城市化进程的发展，建筑工程随处可见，并且由于人口的城市化，城市涌进来了大量的人口，但是城市用地却非常的有限，导致建筑也越来越高，成本也越大，对防止自然灾害的设计难度越大。
该文减震材料以及减震结构设计两个方面分析了中高层建筑的减震耗能技术。
在减震材料方面，可以选择抗震水泥，抗震混凝土，并且抗震混凝土也有多种选择。
在抗震结构方面，可以采用钢木结构的设计，合理设计橡胶支座，承重墙以及增设耗能器材等。
关键词：中高层建筑，减震耗能，技术研究前言：地震的发生虽然具有很强的偶然性，不常见，但是在发生后造成的人员伤亡以及财产损失特别大，所以减震耗能是建筑工程需要考虑的重要因素。
在现有的阶段水平下，在对建筑进行施工时，采用的还多是一些传统的原材料，但是在很多地区出现了新型的建筑材料，这些材料具有传统材料不具备的优点，但距离广泛推广还有一段的时间。
1.对中高层建筑进行减震耗能技术研究的必要性分析1.1自然灾害的威胁自然灾害是地球活动所造成的，灾害发生时带来的灾难时人类无法预料和防控的。
其中，地震的发生具有很强的地域性，多发生在一些地震带上，如中国的西南方，日本以及处于地震带上的一些国家和地区，虽然地震的发生具有很强的偶然性，但是一旦发生，破坏力极大，无法干预，并且造成的人员伤亡和财产文化损失也是无法挽回的，因此，在进行房屋建造的时候要做好预防措施。
此外，台风自然灾害多发生在沿海城市，有时台风风力可以达到十级甚至以上，因此，对于沿海城市的建筑来说，预防强劲风就是很重要的一个过程，减轻风能带给建筑的冲击，做好减震耗能的技术处理。
1.2社会发展的结果从前的封建社会，人口稀少，土地辽阔，人们住在一层的木制住房里，所以，与从前的社会相比，现代的社会是非常现代化的，人口密集，并且向周边的城市转移，越来越多人在买房的时候选择买在城市里，而城市用地由非常的有限，所以只能向上拓展空间，越来越多的高楼大厦出现，这些高楼大厦一些是办公的写字楼，一些是居住的小区。
粘滞流体阻尼器对高耸电视塔地震响应的减振分析
粘滞流体阻尼器对高耸电视塔地震响应的减振分析摘要：本文以合肥电视塔为工程背景，探讨了粘滞流体阻尼器对高耸电视塔的在强震作用下地震响应的振动控制。
分别进行了电视塔在EL-Centro波、Taft波和人工合成的合肥波作用下，线性粘滞流体阻尼器对合肥电视塔地震响应的控制分析，并对阻尼器的参数进行了优化设计。
分析表明，采用最优参数的粘滞流体阻尼器可以明显减小电视塔的地震响应。
关键词：高耸结构地震响应粘滞流体阻尼器振动控制Fluid Viscous Damper’s Analysis of Seismic Vibration Control of Hefei TV TowerAbstract: In this paper, Hefei TV Tower is used as an analytical case to examine the control method with Fluid Viscous Damper under earthquake. Under the El-Centro、Taft and simulated earthquake wave of Hefei excitations, the seismic vibration control analysis using viscous fluid damper is studied. According to analysis the parameter of Fluid Viscous Damper showed that the seismic responses of the tower were decreased greatly with the optimal parameters of Fluid Viscous Damper.key words: High-rise structure; Seismic response; Fluid Viscous Damper; Vibration control1引言339m有两个塔楼60.50~69.50209.70~243.30较小,来探讨粘滞流体阻尼器对高耸塔架结构地震响应的控制问题。
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.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；优化布置摘要.Title: Analysis and Optimization Selection of Metal Damper's Influence on the Structure under the EarthquakeMajor: Structure EngineeringName: Lele Zhao Signature:Signature:Supervisor : Pro. Zhe LiAbstractPassive energy dissipation structures have effective reduction of structural response. The advantages make the structure have extensive application prospect in high intensity areas in practical engineering, especially in the construction of new buildings and reinforcement of building after an earthquake. In recent decades，studies on experiments，theoretical analyses and design methods of various energy dissipation devices have made great development, which is of great significance. Energy dissipation damping technology is also increasingly mature. At present，contents related to passive energy dissipation have been written to the China Seismic Code(GB50011-2010).Among it, the use of mental dampers is the technology needed to 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 dissipation 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 dispose of the mental damper in the frame shear wall structure control.(2)A finite element method ANSYS Program is used to analyze the frame building with 12-layer frame shear wall structures. Established three difference structural models with structure without dampers, structure with support, structure with dampers, we can get themselves vibratory features by modal analysis. And then chooses representative seismic 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 metal dampers in structure, damping effect is obviously well.(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 control function of layout scheme ; The effect of uniform layout damping is obvious and method is simple. Themost important thing is that, engineering feasibility is higher in the practical.Key words：energy dissipation；metal damper；time-history analysis ;optimum arrangement目录.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)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.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)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。
耗能减振层对某超高层结构的减振控制研究
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Ｖ０． ０ １３ Ｎｏ ２ ０１ ． ２ ｌ
第 ３ 卷第 ２ ０ 期
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ Ｉ ＡＮＤ Ｈ０ＣＫ Ｓ
耗 能 减振 层 对 某 超 高层 结构 的 减振 控 制研 究
汪 大 ，周 洋
云 ，王绍合
（． １ 广州大学 土木工程学院 ， 卅 ５ ０ ０ ；． 州市住宅建筑设计 院有 限公 司 ， 广 Ｉ １０ ６ ２ 广 广州 ５ ００ ） １０ ６
参 数之 间 的最佳 匹配关 系 ， 出当 Ｔ Ｄ、Ｌ 指 Ｍ Ｔ Ｄ按 照该 参
数 设计 时能 有效 抑 制 结 构 的风 振 反 应 。文 献 ［４ １ ］ １ ，５
针对 高层 钢 结 构 Ｔ Ｄ优 化 控制 系 统进 行 了分 析研 究 ， Ｍ
给 出了 高 层 钢 结 构 Ｔ ＭＤ 风 振 舒 适 度 控 制 简 化 设 计
摘 要 ：以某 ２８ ８ ｍ超高层框架 一 核心筒结构的减振控制为研究对象， 针对该工程的自身特点提出了设置非线性
粘滞 阻尼器 、 铅粘 弹性 阻尼器耗能减振层 的六种控 制方案。在 １ ０年一遇风振作用下 ， 利用改 进的 自回归 Ａ Ｒ模 型模 拟 了 结构 Ｙ方 向的脉动风荷 载时程 ， 并对该结 构进 行了不 同控制方案下 的风振控 制研 究 ， 同时针对该结 构进 行 了 ７ 小震 和 中 。 震作用 下的阻尼减震控制研究 。对 比分 析了不同控制方案下耗能减振 层对结 构地震与风振作用的减振效果 ， 果表明本 结 文提 出的六 种控制方案不仅能有效抑制 结构 的风致振动 ， 著改善结 构 的风振舒 适度 ， 显 对结 构顶层峰值加 速度 响应 的最 大 降幅达 ４ ％ ， ０ 而且还 能提 高结 构在地震作用下 的可靠性 ， 进一步证 明了耗 能减 振层 对于超 高层 结构抗风 与抗震 的有效 性和可行性 ， 提出 了风振与地震作用 下设 置耗能减振层超 高层结 构的分析与设计建议 。 关键词 ：超 高层 结构 ； 耗能减振 层 ； 风振效应 ； 地震效应 ； 振动控制
耗能型粘滞阻尼器在高层建筑制振作用的研究3篇
耗能型粘滞阻尼器在高层建筑制振作用的研究3篇耗能型粘滞阻尼器在高层建筑制振作用的研究1随着现代化建筑的迅猛发展，高层建筑的数量也是逐年增加。
高层建筑的震动问题一直都是业内人士广泛关注的一个焦点。
然而，高层建筑的制振技术在一定程度上还存在着不足和缺陷，对建筑的抗震安全产生了一定的威胁。
针对这一问题，科学家们不断探究和研发出了各种制振技术，其中耗能型粘滞阻尼器在高层建筑制振中应用越来越广泛。
耗能型粘滞阻尼器的基本原理是通过使用粘滞材料制成的弹簧，当建筑震动时，耗能型粘滞阻尼器就可以吸收震动能量，从而达到制振目的。
耗能型粘滞阻尼器不仅可以有效地控制建筑的震动，还可以降低大型建筑物的破坏；从而加强了建筑的抗震性能。
同时，相比于传统的钢筋混凝土材料，其制造工艺也更加灵活和简单，对环境的污染以及能源的消耗也要少得多。
在高层建筑制振中，耗能型粘滞阻尼器最大的特点是其柔性和可调节性。
因为其结构相对独立，所以不仅能够承受高震动负荷，而且也能够随建筑楼层变化进行柔性调整。
通过对多座高层建筑的模拟实验，科学家们发现，采用耗能型粘滞阻尼器制振的建筑物不仅能够在地震时更好地控制振动，还具有出色的减震效果，减小了结构和设备的动态响应。
与传统的被动式制振结构相比，耗能型粘滞阻尼器采用了一种较为先进的控制技术，即主动控制技术。
这种控制技术能够对地震进行及时监测，并且通过对弹簧的压缩来调节回复时间，从而控制震动的大小。
因此，耗能型粘滞阻尼器的制振效果不仅更好，而且控制更加灵活，这也成为其在高层建筑制振中的一大优势。
总之，目前前沿的高层建筑大都采用了耗能型粘滞阻尼器进行制振，其在弹性和耐用性上都有相当突出的表现。
不过，耗能型粘滞阻尼器在应用的过程中，还需要进一步提高其制造工艺、减少成本和提高制造效率。
随着制振技术的不断进步，其在高层建筑中的应用前景也将会愈加广阔在高层建筑制振中，采用耗能型粘滞阻尼器是一种先进、灵活且高效的制振技术。
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Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｏｍｐｅｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ
由于钢板平面外受力时具有较强的变形能力“，但初始刚度较低。为避免这一现象，本文采用钢板平面 内受力形式，但是局部屈服容易引发应力集巾现象，变形能力较差，解决问题的简便的方法是通过改变钢板 平面几何形状使其出现多点屈服的方法来实现更好的耗能效果。 本文选ＪＬｆｊ的金属阻尼器为条型钢阻尼器，阻尼器模型如罔ｌ所示，阻尼器材料均采用０２３５板型钢材． 钢板厚度为５ｍｍ，由于平面形状较为复杂，为防止应力集中现象，阻尼器在加工制作过程巾尖角处均以圆弧
ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｂａｒ ｍｉｌｄ ｓｔｅｅｌ ｄａｍｐｅｒ ｍｏｄｅｌ
２金属耗能减震体系分析
条形软钢金属阻尼器属于平面内屈服阻尼器ｏ“，主要依靠钢板平面内变形造成设定区域内钢板屈服耗 能，本文采用Ｗｉｌｓｏｎ一０法对结构反应进行逐步积分，编制了软钢屈服型耗能减振体系弹塑性时程分析程 序。结构计算模型为层剪切模型，其恢复力模型和阻尼器的恢复力模型均采用双线性模型。该屈服阻尼器 在结构中布置在墙中、梁内或者剪力墙与梁的连接处。本文主要考察安装耗能装置的结构体系在８度大震 作用下的减震性能，因为此时主体结构和阻尼器均可能进入塑性阶段。 根据结构动力学理论”１，由于‘极不规则，在弹性反应中，置和Ｃ也随时间变化，一般将结构体系在地 震作用下的动力微分方程转化为增量方程形式：肘｛Ａｘ＋ＣＡｘ＋ＫＡｘ＝一ＭＡｘ。进行逐步积分求解。式中Ｍ 为构体系的质量矩阵；ｃ为构体系的阻尼矩阵；Ｊｒ为结构体系的总体全量刚度矩阵；ｊ。为地面地震加速度在 ３个方面的反应向量。对于耗能减震体系”１，阻尼器和结构的初始刚度和屈服位移是其重要的参数，一般情
第２７卷．第４期 ２０１１年１２月
世界地震工程
ＷＯＲＩ．Ｄ ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０１．２７ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２０ｌｌ
文章编号：１００７—６０６９（２０１１）０４—０００１—０６
设置金属阻尼器的某高层建筑耗能减震分析
王桂萱，汪 宇，赵 杰
（大连大学土木『．程技术研究与开发中心，辽宁大连１１６６２２）
代替。由于金属阻尼器属于位移相关型耗能装置“，加载速度对其影响可以忽略，故采用频率一致的缓慢 加载方式。试验过程中”ｌ，采用力和位移两种加载控制方式，即杠弹性阶段采用控制力的方法；当阻尼器屈
服进入塑性变形后，采用控制位移的方法。位移步长为ｌ ５ｍｍ，当观察到裂缝或承载力下降超过２０％时，停 止试验，认为阻尼器已破坏，破坏形态如图２所示。对其进行拟静力往复加载试验，并测得其滞回曲线如图 ３所示
摘要：为了研究金属阻尼器在高层建筑中的耗能减震效果，在研究金属阻尼器耗能特性的基础上， 利用非线性动力时程分析方法，对使用金属阻尼器的某高层建筑进行了８度大震作用下结构的弹塑 性反应分析，对比了建筑物的白振周期和振型，绘制厂３种地震波作用下的层问位移角曲线，并作了 比较分析。结果表明．金属阻尼器耗能特性较好，高层建筑层间伉移角明湿减小，墙与连梁的破坏程 度减小。达到ｒ良好的耗能减震效果。该成果对金属阻尼器在高层建筑中的应用具有一定的参考意
Ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅ ｏｆ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ８
义。
关键词：金属屈服阻尼器；高层建筑；耗能减震；层问位移角 中图分类号：ＴＵ３９８ 文献标志码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ
ａ
ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｍｅｔａｌ ｄａｍｐｅｒｓ ＷＡＮＧ Ｇｕｉｘｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｙｕ，ＺＨＡＯ Ｊｉｅ
ｔｏ
ｃａｎ
ｐｒｏｖｉｄｅ
ａ
ｒｅｆｅｒ－
ｔｏ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｄａｍｐｅｒ
ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌ ｄａｍｐｅｒ；ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ；ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｐａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒ—ｓｔｏｒｙ ｄｒｉｆｔ ａｎｇｌｅ
ｍｉｌｄ ｓｔｅｅｌ ｄａｍｐｅｒ
试验结果表明：条型钢阻尼器在平面内受力时表现出良好的塑性性能，首先屈服的位置分布在条形肋两 端，且均在圆弧与肋边线连接处，呈多点屈服状态；滞回曲线饱满，塑性变形较大，同时具有较高的初始刚度。
１．２金属阻尼器的数值分析
为了确定阻尼器的力学性能参数以进行结构的动力响应分析，利用ＡＮＳＹＳ有限元软件对软钢阻尼器拟 万方数据
况下，给定ｘ＊／ｘｖ的值，毛／Ｋ．的增大，位移减小，基底剪力和顶层加速度增大；给蚝／Ｋ．的值，互。肛，增大，
体系位移减小，基底剪力和顶层加速度增大。心、Ｋ。、Ｘ。、Ｘ，分别是阻尼器和结构的初始刚度和屈服位移。
３工程实例计算
３．１工程实例概况 本工程为一栋３０层的高层住宅楼，建筑物主体为框架剪力墙结构，高度９８．８ｍ，宽度１７．８ｍ，层高为 ３．１５ｍ，梁柱采用钢筋混凝土结构，混凝土等级Ｃ３０，三级钢筋ＨＲＢ４００。阻尼比ｆ＝Ｏ．０５，阻尼矩阵按瑞利阻 尼公式Ｃ＝ａＭ＋肛Ｋ计算。该地区抗震设防力度为７度，工程目标是利用金属屈服阻尼器消耗地震能量，从 而达到８度“大震不倒”的设防目标。高层建筑主体结构平面图和阻尼器布置情况如图６所示。
收稿日期：２０１０—０３—１５；修订日期：２０１０一ＩＯ一２ｌ 基金项目：大连市科学技术摹盒资助项日（２０１０Ｊ２１ ＤＷ０１３） 作者简介：王桂萱（１９６０一），男，教授．主要从事岩土与地下丁程、ｒ程抗震研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｔｕｍｕｘｉｎｘｉ＠１６３．ｃｏｒｎ
万方数据
ห้องสมุดไป่ตู้
２
世界地震工程
第２７卷
耗能减震技术”是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的。耗能减震 技术因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。 １９７２年新西兰的Ｋｅｌｌｙ等人”１首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。为了改善地
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围２条形软钢阻尼器破坏形态
Ｆｉｇ．２ Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ｂａｒ ｍｉｌｄ ｓｔｅｅｌ ｄａｍｐｅｒ
条形软钢阻尼器模型图
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图３条形软钢阻尼器滞回曲线
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Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ
ｃｕｒｖｅ
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ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｈｉｇｈ・ｒｉｓｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｉｍｐｕｔ ｏｆ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
８ ｓｔｒｏｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｃｏｎｔｒａｓｔｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｐｌｏｔｅｄ ｉｎｔｅｒｓｔｏｒｅｙ ｄｒｉｆｔ
一ｎ５
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图４条形阻尼器模型的等效应力图
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１５
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圈５条形阻尼器模型阻尼比与刚度的关系
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ｄａｍｐｅｒ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｉｎｔｅｒｓｔｏｒｅｙ ｄｒｉｆｔ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｌｌ ａｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｂｅａｍ ｏｆ ｈｉ【ｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄ－ ｉｎｇ，ａｃｈｉｅｖｅｓ
ｅｎｃｅ ａ
ｇｏｏｄ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｂｔａｉｎｅｄ
金属阻尼器的耗能特性分析
Ｉ．Ｉ金属阻尼器的力学试验
金属阻尼器一般用低屈服点软钢制作，在大震作用时，阻尼器在主体结构发生塑性变形前首先进入屈 服，其屈服荷载较低且相对稳定，同时具有足够的塑性变形能力，以吸收大量的地震能量。要达到以上特
性”１，一种途径是调整钢材中碳和其他微量元素的含量，控制轧制温度，以达到极低屈服点的要求。表１为 某钢铁公司生产的极低屈服点钢材化学成分。此种钢材埘服强度存２００ＭＰａ左右，抗托强度２００～３００ＭＰａ。
万方数据
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世界地震工程
第２７卷
图６
Ｆｉｇ．６
１—２８层平面图和阻尼器布置图
Ｐｌａｎ ｏｆ １—２８ｔｈ ｆｌｏｏｒ ａｎｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄａｍｐｅｒｓ
３．２地震波选取 对罕遇地震验算，本文拟采用三组强震地面运动加速度记录作为非线性动力时程分析的地震输入。在 ３组强震记录中选取了３条地震波，一条为人工波，另外两条天然波分别为Ｔ硪波和Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ地震波。地 震波如下图７所示
第４期
王桂黄，等：设置金属阻尼器的某高层建筑耗能减震分析