速度型阻尼器和防屈曲支撑在装配式框架结构纵向体系中减震效果研究.pdf

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1、第33卷第1期佳木斯大学学报(自然科学版)V01．33No．12015年01月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Jan．2015文章编号：1008—1402(2015)01-0035—05速度型阻尼器和防屈曲支撑在装配式框架结构纵向体系中减震效果研究①严俊，庞金来，施卫星(同济大学。上海200092)摘要：针对抗侧刚度较弱的装配式结构纵向框架研究较少的现状，建立了纯框架、增设防屈曲支撑及增设阻尼器的装配式框架有限元分析模型，通过非线性的时程对比分析了在地震

2、作用下三种模型纵向体系的结构反应．分析表明，在类似结构中增设阻尼器，可显著提高减震效果，使结构在大震中依然处于弹性状态．对于进一步提高阻尼器在纵向框架的应用水平具有一定的借鉴意义．关键词：减震效果；装配式框架结构纵向体系；速度型阻尼器，防屈曲支撑中图分类号：TU375．4文献标识码：A本文对比了在装配式框架结构的纵向体系中0引言增设阻尼器和防屈曲支撑，采用时程分析方法，比传统装配式框架结构，即采用横向设置整榀预较结构侧移、梁端弯矩及弹塑性发展情况等，进而制主框架、而纵向采用联系梁连接的结构体系，直提出该类结构体系在阻尼

3、器和防屈曲支撑作用下到上世纪九十年代初期还在我国得到广泛应用．由的具有一定减震效果．于装配式框架的梁、柱、楼板预制，框架节点应力集1速度型阻尼器和钢支撑的基本特性中显著，侧向刚度小，在强烈地震作用下，结构产生水平位移较大，因此设计时如何提高框架的抗侧刚1．1速度型阻尼器度及控制好结构侧移为重要因素．将速度型阻尼器和防屈曲支撑等概念应用到此类建筑是一种可能速度型阻尼器是利用与速度相关的粘滞性所的选择．产生的抵抗作用来获得衰减力．设计时，根据目标近年来，翁大根等采用层间增设粘滞阻尼器对减振建筑物的允许位移、周期、反应加速度

4、等，确定某未抗震设防的八层钢筋混凝土框架结构采用效阻尼器的抵抗力和粘性衰减常数，并考虑阻尼器的消能减震支撑支撑进行加固，提出由于结构体系层配置和界限位移等条件，确定尺寸和数量．间位移角最大值可以增大结构抗震安全性．杨溥等在建筑结构的减振控制中，当粘滞流体阻尼器采用层间增设粘滞阻尼器对某未抗震设防的八层通过支撑连接安装到建筑结构上时，可以将支撑等钢筋混凝土框架结构采用效消能减震支撑支撑进效处理为一根弹簧，则计算模型简化为一根弹簧与行加固，提出由于结构体系层间位移角最大值可以一个粘滞阻尼元件的串联．如图1所示：增大结构抗震

5、安全性．赵瑛等提出防屈曲支撑由于。=~a,mtxsintat(1)其拉压等强的特性，对梁跨中并不产生不平衡力，F6=Fd=F。(￡)从而较少影响结构弯矩和剪力变化．刘金等对单榀=cata／．~d，mcos~．ot=

6、j}‰。m“框架采用不同楼层设置粘滞阻尼器方式进行地震F6=kag6(2)波作用下时程分析，提出每层均布置阻尼器的情况。(t)=6(￡)d(t)=。sintot(3)下各层柱端弯矩较原结构有较大降低的观点．粘滞阻尼器通过建筑结构传递的外力迫使流①收稿日期：2014—1l一24作者简介：严俊(1989一)，男

7、，浙江江山人，同济大学硕士研究生佳木斯大学学报(自然科学版)2015年体通过阻尼筒中活塞上的小孔来产生阻尼．阻尼器1．2，防屈池支撑的输出力般包括阻尼力和弹簧力，粘滞阻尼器可--』以输出纯阻尼力，其理想输出力为用下式表示：防屈曲支撑是一种由外围约束套管、内核钢芯，=Co1)(4)以及两者之间的无粘结隔离材料组成的新型的支c。为粘滞阻尼器的阻尼系数；为粘滞阻尼器撑形式，其结构如图3所示．钢芯与主体结构相连的速度非线性指数；V为阻尼器两端的相对速度．构成了其主要的受力构件，为建筑结构提供抗侧刚当=1时，输出力与速度成线性关

8、系，此时度．外围约束套管为钢芯提供侧向约束，防止支撑受压屈曲变形．当在拉压荷载的作用下防屈曲支撑称为线性粘滞阻尼器；当≠1时，输出力与速度发生屈服后通过滞回变形消耗地震能量．成指数关系，此时称为非线性粘滞阻尼器．图2所拉力示即为输出力F与相对速度的关系曲线图．／【_1d(1)；统支撑／———————／Kbf．＼一／／／形～八厂莨、，。防樽／、、、7●l一⋯十——L压力图4防屈曲支撑与传统支撑的屈服滞回曲线图1粘滞阻尼器计算模型简化图1lX／V／＼／XX／V／＼／＼＼／＼／八八图2粘滞阻尼器的输出力，与相对速度的关系曲线

9、图图5三种结构体系韵纵向框架蕊在弹性变形范围内，防屈曲支撑与传统支撑一样．工作机理相类似．在地震反复荷载较大时，传统支撑会发生失稳，但防屈曲支撑由于受到外围约束套管的约束不会发生失稳，而是发生屈服进入塑性变形阶段．由于其拉压强度接近，在拉压反复荷载作用下滞回曲线对称、饱满，比传统支撑具有更好的的抗震性能，如图4所示．图3防屈曲支撑