液体粘滞阻尼器在高层钢结构上的耗能设计探索.pdf

《液体粘滞阻尼器在高层钢结构上的耗能设计探索.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中图分类号：TQl72文献标识码：B文章编号：1007-03S9(2010)04-28-02液体粘滞阻尼器在高层钢结构上的耗能设计探索张建波1，魏旺来2(1．中国中材国际工程股份有限公司北京技术中心，北京100102；2．中国中材国际工程股份有限公司土建所，南京2llloo)摘要：现代水泥生产线中出现越来越多的结构复杂、高度较高的建筑，而在地震高烈度区或者大风荷载的地区，采用高层钢结构的抗震问题、抗风问题就显得尤为突出。在研究了以往的设计后，通过增设耗能构件，重点是粘滞阻尼器，并结合Sap2000有限元软件进行理论计算，提出探索性的解决方法，以供参考。关键词：粘滞阻尼器：

2、耗能构件；Sap2000Liquidviscon$damperinenergydesignofhlgh-risesteelstructureZhangJianb01，WeiWanglai2(1．sinomainternationalengineeringCo．，Ltd．，Beijingtechnicalcenter，Beijing100102)Abstract：Moreandmorecomplicatedstructureandhigh-risesteelbuildingsappearinmodemcementproductionline．andinthe盯．eaofea

3、rthquakehigh-intensityorstrongwindload，theshockresistanceandwindresistanceofhigh—risesteelstructureisparticular-lyimportant．Afterpreviousdesignswerestudied，bysetingenergydissipationcomponent(viscousdamper)andcalculatingcombinedwithsap2000finiteelementsoftware，atentativesolutionwasputforwa

4、rdforreference．Keywords：viscousdamper；,dissipativecomponent；sap20000前言因为钢结构具有总体重量轻、节省基础、用料少、施工周期短、跨度大、安全可靠、造型美观、可回收、结构稳定等优势，在现代水泥生产线中高层钢结构厂房的应用越来越多，例如窑尾预热器塔架、水泥磨车间、原料磨车间和大型转运站等等。其中窑尾预热器塔架是水泥生产线中重要的超高层钢结构建筑，现在的窑尾塔架结构高度一般都在lOOm以上，有’的甚至快达到140m。这么高的钢结构建筑的抗大震、抗大风问题就成为设计者需要重点研究的对象，其设计工作也成为了全线设计

5、中的关键。但多年来水泥生产线中的钢结构设计都是采用比较落后的抗震、抗风措施，一般采用加柱间中心支撑，包括人字支撑或者十字支撑等，来抵抗地震荷载和风荷载的水平力，其中中心支撑的交点都是交于梁柱的节点处，而没有考虑耗能构件的设计理念。对此，本文提出了两种探索性方法，其中后一种方法是重点推荐的方法。l考虑耗能构件的二种设计思路1．1把中心支撑改为偏心支撑结构，设置耗能梁段，避免刚性支撑节点偏心支撑体系是一种非常刚劲又有延性的结构体系，它具有极好的耗能能力以抵抗大的地震作用和风载作用，且偏心支撑框架比起中心支撑框架，有相对较小的侧向位移和更均匀的层间分布。而中心支撑框架在弹性阶段

6、刚度大，但延性和耗能能力小，支撑受压屈曲后易使结构丧失承载力而破坏。此外，由于偏心支撑具有非常有效的控制变形的能力，使得偏心支撑框架比中心支撑框架轻约15％左右，因此采用偏心支撑体系可以节省钢材l--。偏心支撑设计的基本概念，是使耗能梁段进入塑性状态，而其它构件仍处于弹性状态，设计良好的偏心支撑框架，除柱脚有可能塑性铰外，其它塑性铰均出现在梁段上。1．2把中心支撑改为液压粘滞阻尼器支撑结构应用粘滞阻尼器进行振动控制技术始于。20世纪80年代的美国，目前已经形成系列化研究，并已经接受大量实际工程的考验。如仅仅美国泰勒公司在世界范围内，就有近200个采用阻尼器的各种建筑结构和

7、桥梁应用实例。与此同时，发达国家有关阻尼器的设计规范、规程和施工手册也都已趋于成熟。近年来，随着计算机技术的高速发展，利用Sap2000，Etabs等众多计算软件，能对阻尼器进行很好的模拟计算，使我们可以得到较为准确的阻尼器参数和效果分析21。粘滞流体阻尼器是一种液压装置，是一种无刚度(指工程结构自振频率所在的低频范围内，一般可取小于3．0Hz)的速度相关型阻尼器。阻尼力一位移滞回曲线是一个饱满的椭圆，具有稳定的动力性能和很强的耗能能力。因此作为一种消能减振装-28-求龌工程型些置，可以认为阻尼器不会改变结构的刚度，只对结构提