粘滞阻尼消能减震结构减震效果分析.pdf

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1、案例分析粘滞阻尼消能减震结构减震效果分析陶礼龙（广东省城乡规划设计研究院，广东广州510290）摘要：以某采用粘滞阻尼消能减震装置的高层为实际工程背景，采用有限元软件ANSYS建立计算模型并进行动力时程分析，通过无控结构和消能减震结构的动力反应对比，分析粘滞阻尼消能减震结构的减震效果。关键词：粘滞阻尼器；消能减震结构；时程分析；地震反应中图分类号：TU20文献标志码：A文章编号：1674—3024（2014）2—48—03引言传统的抗震方法（即延性抗震设计）是通过提高结构自身的刚度、强度和延性来提高结

2、构的抗震能力，延性抗震设计虽然能达到现行《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）的设防要求，但仍存在诸如无法抵抗高于设防烈度地震、只考虑结构本身抗震设防和构件截面过大等安全性、适用性、耐久性问题。而结构减震控制方法通过在工程结构的特定部位，装设某种装置或施加外力，调整或改变结构的动力特性，改变结构的震动反应，有效的保护结构在地震中的安全。此方法由于其有效、安全、可靠、经济的特点，近年来得到了广泛运用。图2无控结构有限元模型图3消能结构有限元模型1工程概况3地震反应的分析与对比某高层位于6度区，

3、属乙类建筑。建筑地下4层，地本文选取Ⅱ类场地上的ElCentro（N—S）波，Kobe波上主楼46层、副楼21层，总高度211.8m。主楼、副楼在和武汉人工波USER1。采用同一组地震波的两个水平方向副楼顶部5层通过空中连廊连成一体，空中连廊长45m，分量输入，其加速度最大值按“水平1（X向）：水平2（Y向）宽25.5m，高16.4m。结构在第8、8夹层、22、24、31、=1：0.85”的比例进行调整，峰值加速度取35cms/2。33、35、37、39、41、43、44层设置了粘滞阻尼器。其平对无控

4、结构（未加设粘滞阻尼阻尼器）和消能建筑结面布置图如下：构（加设粘滞阻尼器）进行7度多遇地震下的动力时程分析，地震波采用双向输入，在地震反应对比如下。3.1顶层加速度对比2.52.01.5无控结构)1.0消能结构20.50.0加速度(m/s-0.5-1.0-1.5-2.0-2.50510152025时间(s)图1标准层平面图图4ElCentro波作用下X向顶层加速度时程曲线2有限元模型的建立2.52.01.5无控结构1.0采用有限元软件ANSYS进行建模，模型各构件的截面)消能结构20.5尺寸均与原型相

5、同，模型以原型结构的基础标高为嵌固端。0.0加速度(m/s-0.5梁、柱采用BEAM188单元，剪力墙、楼板采用SHELL63-1.0-1.5单元，粘滞阻尼器采用COMBIN14单元，分析时使用-2.0-2.50510152025COMBIN14单元的轴向功能，忽略粘滞阻尼器的刚度，只时间(s)考虑其阻尼系数。图5ElCentro波作用下Y向顶层加速度时程曲线48建筑建材装饰2014年第2期　上半刊案例分析2.53002.02501.5无控结构消能结构2001.0150无控结构2)0.5消能结构100

6、0.050-0.5加速度(m/s0-1.0-50-1.5位移(mm)-2.0-100-2.5-1500510152025-200时间(s)-250图6Kobe波作用下X向顶层加速度时程曲线-3000510152025时间(s)2.01.5图11ElCentro波作用下Y向顶层位移时程曲线1.0无控结构消能结构2)0.53000.0250加速度(m/s-0.5200-1.0150无控结构100消能结构-1.550-2.005101520250时间(s)位移(mm)-50-100图7Kobe波作用下Y向顶

7、层加速度时程曲线-150-2002.0-2501.5-30005101520251.0无控结构)消能结构时间(s)20.50.0图12Kobe波作用下X向顶层位移时程曲线加速度(m/s-0.5-1.0300-1.5250-2.02000510152025150时间(s)100无控结构消能结构50图8人工波作用下X向顶层加速度时程曲线0位移(mm)-50-1002.0-150-2001.5-2501.0-300)无控结构051015202520.5消能结构时间(s)0.0加速度(m/s-0.5图13Ko

8、be波作用下Y向顶层位移时程曲线-1.0300-1.5250-2.02000510152025无控结构150时间(s)消能结构10050图9人工波作用下Y向顶层加速度时程曲线对比0位移(mm)-50由图4—图9可知，在ElCentro波、Kobe波、人工-100-150波多遇地震作用下，消能结构在X、Y向顶层加速度峰值-200均比无控结构有明显减小。具体表现为：ElCentro波作用-250-3000510152025下，X向顶层加速度峰值减小31.05