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1、第30卷第14期甘肅科技I,o£.3ONo.142014年7月GansuScienceandTechnoljld.2014附加粘滯阻尼器的RC框架結(jié)構(gòu)減震效果分析孫平(甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院,甘肅蘭州730030)摘要:結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)作為一種有效的抗震方法,近年來得到了廣泛的應(yīng)用。通過PKPM設(shè)計(jì)軟件按照國(guó)家規(guī)范設(shè)計(jì)一棟框架結(jié)構(gòu),并采用SAP2000有限元軟件建立框架模型,并對(duì)模型進(jìn)行了時(shí)程分析,通過無控結(jié)構(gòu)和消能結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)對(duì)比,分析了粘滯阻尼消能減震結(jié)構(gòu)的減震效果。關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)減震控制;粘滯阻尼器;時(shí)程分析;減震效果中圖分類號(hào):TU311.3地震災(zāi)害是人類最主要的自然災(zāi)害
2、之一,它具型的抗震方法,包括隔震、消能減震方法等,以上這有突發(fā)性和毀滅性的特點(diǎn)。強(qiáng)烈地震常常以猝不及些方法均可以稱為結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類概括如下在結(jié)構(gòu)的的特定部位設(shè)置某種裝置(如生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來嚴(yán)重的危害。隔震墊等)、或某種子結(jié)構(gòu)(如調(diào)頻質(zhì)量等)、或某種研究表明,在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最主機(jī)構(gòu)(如消能支撐、消能剪力墻、消能節(jié)點(diǎn)、消能器要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害(約占等)、或施加外力(外部能量輸入)、或調(diào)整結(jié)構(gòu)的動(dòng)95%)。我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家,最近我國(guó)發(fā)生力特性,使工程結(jié)構(gòu)在地震(或風(fēng))的
3、作用下,其結(jié)的幾次大地震如汶川地震、玉樹地震以及今年的盈構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)(位移、速度、加速度)得到合理的控江地震都對(duì)我國(guó)房屋建筑造成了較大破壞。制,從而確保結(jié)構(gòu)本身及結(jié)構(gòu)中的人、儀器設(shè)備、裝為了減少人民生命和財(cái)產(chǎn)損失,同時(shí)為了使房修等的安全或使結(jié)構(gòu)處于正常的使用狀態(tài)L3J。由屋結(jié)構(gòu)遭遇地震時(shí)具有相應(yīng)的安全儲(chǔ)備,就需要對(duì)于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念簡(jiǎn)單、減震機(jī)理明確,并且減結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算。傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系是通震效明顯,目前正在被推廣應(yīng)用。根據(jù)是否需要外過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的性能來“抵御”地震作用,即通過部能量輸入,結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可分為以下五類J:被增加材料強(qiáng)度、增加材料的用量、改變結(jié)構(gòu)的截面
4、尺動(dòng)控制、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、混合控制、智能控寸、改變結(jié)構(gòu)的自重等措施來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,制。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制同時(shí)適用于新建筑的設(shè)計(jì)以及舊使結(jié)構(gòu)滿足我國(guó)現(xiàn)行抗震規(guī)范¨規(guī)定的“小震不建筑的加固。壞,中震可修,大震不倒”的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)。但這對(duì)于各種振動(dòng)控制來說,其中被動(dòng)控制作為振些途徑都僅僅是通過結(jié)構(gòu)自身存儲(chǔ)和消耗地震能動(dòng)控制中最易實(shí)現(xiàn)的方法已經(jīng)發(fā)展到了“工程結(jié)構(gòu)量,來滿足抗震要求。所以,雖然這種設(shè)計(jì)方法可以減震控制”階段。被動(dòng)控制因其造價(jià)低,構(gòu)造簡(jiǎn)單,抵御一部分的地震作用,可以防止結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌,但易于維護(hù),易于更換且無需外界能源支持等優(yōu)點(diǎn)而是通過對(duì)震后結(jié)構(gòu)的實(shí)地考察可以看出,盡
5、管結(jié)構(gòu)引起了廣泛的關(guān)注,并成為當(dāng)前的開發(fā)熱點(diǎn)。被動(dòng)未發(fā)生倒塌,但結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部均發(fā)生或多或少控制技術(shù)的快速發(fā)展使結(jié)構(gòu)抗震可利用消能構(gòu)件比的破壞,有些甚至發(fā)生嚴(yán)重破壞。由于人們尚不能如阻尼器等的阻尼耗能達(dá)到抗震的目的,從而較好準(zhǔn)確的預(yù)估結(jié)構(gòu)可能遭受的地震動(dòng)強(qiáng)度,持時(shí)以及的保護(hù)了主體結(jié)構(gòu),并可以通過設(shè)計(jì),按不同的功能頻譜等特性并且按照傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的結(jié)要求控制結(jié)構(gòu)在地震作用下處于不同的狀態(tài),例如構(gòu)的抗震性能不具備自我調(diào)節(jié)和自我控制的能力。通過設(shè)計(jì)計(jì)算使特別重要的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下也可因此在這種不確定的情況下就有可能發(fā)生上述的結(jié)處在完好無損的理想彈性狀態(tài),比如可以通過增設(shè)構(gòu)破
6、壞,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡。粘滯阻尼器達(dá)到消能減震的目的。.為了克服按傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的抗依照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范,在PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中震能力的不確定性以及保護(hù)結(jié)構(gòu)在大震作用下能夠建立一棟鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),并在SAP2000有限保證正常使用,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了一系列的新元分析軟件中建立相同的模型,對(duì)模型進(jìn)行對(duì)比分第l4期孫平:附加粘滯阻尼器的Rc框架結(jié)構(gòu)減震效果分析105析,給出了粘滯阻尼器的減震效果。型如圖3,4所示。F—F1工程概況——八,\~卜為了研究粘滯阻尼器對(duì)框架結(jié)構(gòu)的減震效果,本文依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)了一棟八層六榀三跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)平面圖
7、如圖1所示,場(chǎng)地類別為八度(0.2g)II類場(chǎng)地,結(jié)構(gòu)縱向五跨,跨度為6000mm,橫向三跨,跨度分別為7500ram、3000mm和7500ram。樓面恒載為5.0kN/m,樓面活載為2.0kN/m,基本風(fēng)壓為0.3kN/m。層高均為3300mm。結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸及材料性能參數(shù)見表1,各層構(gòu)件截面尺寸及材料參數(shù)相同。圖2Maxwell計(jì)算模型圖1結(jié)構(gòu)平面圖3無控RC框架結(jié)構(gòu)表1框架結(jié)構(gòu)截面信息及材料參數(shù)蔫構(gòu)件(ra肘m)纛強(qiáng)度等級(jí)(N/mm)??(k料g/m)2有限元模型的建立使用SAP2