某高层住宅项目消能减震技术研用剖析

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1、某高层住宅项目消能减震技术研用剖析［摘要］本项目消能减震技术系采用粘滞阻尼器，大规模应用到百米高层住宅，阐述如何研发，及在技术管理中如何应用，以及相关事宜。［关键词］消能减震；阻尼器；中图分类号：C35文献标识码：A1项目概况及研发背景1概况：本项目为中国西部地区首个大规模创新应用粘滞消能阻尼器减震技术的抗震安全型高档高层住宅项冃。位于成都二环攀成钢18#地块，建筑面积22万平米，剪力墙结构，地上31层，高约100米，地下2层。本工程按抗震设防烈度7度的要求进行抗震设计，设计基木地震加速度值为O.lg,设计地震分组为第3组，设计特征周期为0.

2、45s,II类场地。1・2研发背景：2.1背景提升高档楼盘的结构品质，打造抗震安全型社区；适应成都高端住宅抗震市场的发展耍求，满足高端客户消费心理的潜在需求；2减震技术简介1原理:将结构与阻尼器连接，共同参与消能减震工作。在地震力作用下，粘滞流体阻尼器的导杆受力，推动活塞两边的高粘性阻尼介质产生压力差，使阻尼介质通过阻尼孔，产生阻尼力，大量消耗输入结构的地震能量，迅速衰减结构的地震反应。阻尼器见下图：2从工业建筑应用到民用建筑在西部地区首次实现了减震阻尼器从工业建筑到民用建筑的大规模应用。工业建筑中减震装置呈X

3、、Y、V形斜撑布置，不能满足住宅建筑的使用功能耍求。本人在首次技术沟通交流会上，创新性耍求将减震装置设置为呈一字形的，后山东南大学和厂家联合研发成功，得到主体设计院认同，并通过建设厅组织的专项审查。3性能技术分析和优点：2.3.1性能技术分析2.3.1.1计算软件采用PKPM的SATWE程序，在减震分析中多遇地震和设防地震下采用ETABS软件,罕遇地震作用下的弹塑性分析采用MSA.MARA软件，选用了数条天然地震波和人工波用于动力弹塑性计算。2.3.1.2抗震性能目标木项目采用国际先进抗震性能化设计，根据场地类别、设防烈度、场地条件、结构类型

4、和不规则性，同时考虑建筑使用功能及附属设施功能的耍求及投资人小、震后损失和修复难易程度等因素，综合考虑提出了性能化设计目标：（1）多遇地震下，结构保持完好，一般不需修理即可继续使用；（2）设防地震下，结构轻微损坏，简单修理后继续使用；（3）罕遇地震下，结构屮等破坏，加固后继续使用。计算结果及专家论证表明木项目抗震性能目标基木提高一级以上，抗震设计达到中震不屈服，接近弹性；抗震设防烈度提高接近一度、可实现“9度不倒”，建筑整体抗震性能较大幅度提高。2.3.1.3减震率地震作用下，基底剪力、基底弯矩及基底扭矩是衡量结构整体抗震能力的重要参量。以A

5、户型为例，小震工况计算表明在X、Y方向基底剪力平均减震率为27.52%,24.44%；在X、Y方向基底弯矩平均减震率为29.58%,25.49%；基底扭矩平均减震率为25.01%；层间位移角平均减震率约50%。罕遇地震作用下，层间位移角平均值减震率约30%,计算表明，加设阻尼器后，减震效果明显，结构的整体抗震性能得到了较大幅度的提升。2.3.1.4最大位移和扭转效应地震中过大的位移和扭转效应会导致结构的严重破坏，在计算中一般通过层间位移角和位移比分别反映。时程分析表明，采取消能减震技术后在地震作用（以EL波为例）下层间位移角和位移比均有明显降

6、低，如下图:2.3.2减震装置优点：2.3.2.1对非结构构件及设备损害小强震对非结构构件和设备破坏概率很高损害较大。一是非结构构件倒塌造成伤亡；二是设备破坏后影响使用；三是会发生次生灾害。采用楼层加速度谱来判别非结构构件在震时地震反应的大小。以A户型典型楼层为例（见下图），在罕遇地震下加速度峰值减小45%以上，意味着非结构构件地震反应将降低近一半。可见，安置阻尼器后，结构的楼层加速度反应谱大幅降低，建筑的附属系统、高档装修及一些贵重设备仪器更好的安全保护，效益显著。2.3.2.2绿色低碳该技术通过“柔性耗能”来减少结构地震反应，避免了加大结

7、构断面、增加配筋等“硬抗”的途径来提高结构的抗震能力，减少资源占用量，并可循环发挥减震作用。2.3.2.3经过雅安4.20地震考验2013.4.20口雅安芦山发生7.0级约九度大地震，成都距震中约100公里，据报道成都市民有强烈震感，房屋晃动较大。而据在主楼屋面的工长反馈，仅感觉到小晃动（消能减震系统已装完）。在震后数小时对阻尼器进行检查，发现其参与了抗震工作，主体结构和非结构构件无任何损伤。减震系统经历了一次实际大震的波及考验，说明减震设计和施工是成功的,体现了良好的减振抗震效果。减震系统在安装后就经历了地震检验，在我国工程界尚属少见。3研

8、发过程简介2.1研发组织：1.1团队组成由木人独立主持研发相关结构事项，协调东南大学土木工程学院抗震与减震中心和相关厂家组成的联合体，做为减震设备的研发核心，与知名