软钢阻尼器用于某超限高层结构的减震性能分析

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1、第28卷增刊2008年9胃防灾减灾工程学报JournalofDisasterPreventionandMitigationEngineeringV01．28Suppl．Sep．2008软钢阻尼器用于某超限高层结构的减震性能分析‘李亮，鲁亮(同济大学土术正程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要：钟对上海审暴采用软钢阻苊器透行溥筑减震设诗彝辱超限高层鳍构，采用空阐量雏宥限光建模，进行了地震榨麓下的时糕分析。通过肿比分析采取消能减震措施前后结构抗震性能的变化，认为谈位移型阻尼器具有良好的消能减震效果，并从能量的角度进行了分橱验证。丈

2、中得到的一毖缝论和建议，砖于同类的工程设计嚣有一定的参考恚义。关键词；软钢阻尼器；超限高麓；抗震性能；消能中图分类号：TU352．1十1文献标识码：A文章编号：1672—2132(2008)增平u一0018-060引言随着生活水平的提高，人们对地震等岛然灾害下房屋结构的性能要求越来越高。传统结构抗震是透过增强结梅本身的抗震性能求抵御地震作用的。国于人们尚不能准确地估计未来地震灾害作用豹强度和特性，按照传统抗震方法设计的结构不具备自我调节能力，结橡缀可能不满足安全性的要求，产生严重破坏或倒塌，造成重大的经济损失和入员伤亡。合理有效的抗

3、震途径之一是在结构上安装减震装爨，圭藏震装置与结构共露承受地震终用，以缓解秘减轻结构的地震反应。近几十年来，利用阻尼器降低地震区建筑结构的受力和侧移是正程抗震领域的研究热点‘1’引。对软钢阻尼器本身及其结构，国外进行了大量的试验及理论研究[3]。这方面，日本处于世界领先地位。铡如，惩K鳖支撑作为连接擒箨将钢板阻尼器安装在梁下，或在问柱的中部用高强螺栓连接极低屈服点H型钢，以形成软钢阻尼器，进行静裁剪切试验及疲劳试验。国露欧进萍强3等人在Wittaker霸Tsai等研究工作的基础上，进行X形和三角形钢板阻尼器的疲劳试验研究和理论分析，

4、建立了钢板阻怼器的弹篓性应变分轿方法，在选择恰当的疲劳模型的基础上，确定了应变疲劳参数，建立了X形和三角形钢板阻尼器的疲劳设计准则，为这鼹种钢板鼷服阻尼器约参数设计提供了依据。毽粕键出了一种组合钢板阻尼器并建立了相应的力学分析和计算模登，通过地震反应分析检验了其减震效果，基予阕内外耗能减震装鬣的性能试验，进行了结构被动耗能减震的参数分橱，讨论了耗能减震结构抗震设计的统一方法。本文以实际工程为背景，研究软钢阻尼器用于菜超限离层结构设计的效果，从两达到优佳结构体系，有效减轻结构在地震下响应的目的。1软钢阻尼器耗麓原瑾及力学模型1。1软钢

5、阻尼器耗能原理软钢阻尼器蹩一种与位移相关的被动消能减震控制装置，耗能材料选用屈服点100N／ram2的软铤。壹予屣鼹点低，软钢就会先予结构进入菲线性愿服阶段，提供结构较大的阻尼，同时还可以依靠低屈服点软钢进入塑性阶段后良好的滞回特性来耗散地震输入的麓量，扶蜀减小结构赫地震噫应器】。1．2软钢阻尼器力学模型随蓉耗能减震装置的推广应用，耗麓减震装鲞瓣恢复力模型作为耗能减震结构的动力分析的基础，目前日益受到国内外学者的广泛关注和重视。对于金属阻趸器，鬻采熏静力学模登奎要有理怒的弹塑性穰型、双线性模型(应变硬化模型)、Ramberg—Osg

6、ood模型(多曲线模型)和Bouc—Wen模型(文献[4])。恩蔫应蕉范较广泛豹是Boue—Wen模登，本文孛软钢隰尼器的模拟也采用该恢复力模型。Bouc—Wen模型毅·牧甍爨麓：2008—05—20；骖嚣窭期：2008—08—15作者简介；李亮(1982一)，男，硕士研究生。主要从事商层结构抗震研究。Email：ti-liliang@163．com*“{亮等：社镕mE#用f#自日高B镕目∞№《＆№**性连接力和位移关系町由以F方程描述“1：Pk．=)一7kF+(1一y)kz(1)其中⋯Az口T⋯：r1一时⋯“(2)式中～，，分别为

7、系统的位移、速度和加速度；p为外界激励，：为B叭·cWen滞同非线性恢复力，Ama，F为一组滞回常数．滞回非线性饿复力z的特性取决于材料特性，响应幅值和结果特性；上述方程可以表示一般曲线型的滞回非线性模型，具有极强的适应性，它既包含，非线性阻尼，叉包含了非线性剐度，园此，对各种光滑的滞回曲线都能较好地近似模拟。2工程概况某工程位于上海浦东新区．建筑平面为正方形，长和宽各588m，地上17层，地下3层高963m。结构形式为钢筋混凝土部分框支框架剪力墙。该结构竖向和平面比较复杂．在6层址桑托柱转化，47层有效连接楼板宽度小于典型楼板宽度

8、的40％，4层洞口宽度大丁楼板宽的50％，由3根框架柱田台而成．其它中部缺失楼板接近于楼层面积的30“，j层以下设置3根异形平面钢筋混凝士简体．在结构的上部设置了软钢阻尼器减震装置，结构平面如图1，罔2所示。根据《建筑抗震设计规范j(