附设黏滞连梁阻尼器的超高层框架-核心筒结构减震性能研究

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本文对国内外学者研究的不同类型的可更换连梁及其应用进展进行了总结。目前大部分的可更换连梁在地震过后均需要更换才可以恢复结构的功能,为了使连梁在地震作用后可以持续的使用,从而设计了黏滞连梁阻尼器。利用连梁在地震作用下发生竖向剪切变形,使得附设在连梁跨中的黏滞阻尼器产生相对竖向变形而耗能,通过阻尼器出力传递剪力形成粘滞阻尼连梁,解决了目前可更换连梁所存在的一些问题。为更深入地了解和研究附设粘滞连梁阻尼器的超高层框架-核心筒结构的抗震性能,本课题组设计并制作了四个安装有黏滞连梁阻尼器的一榀单层单跨钢框架。其中三个试件黏滞阻尼器为竖向布置,另一个试件黏滞阻尼器为水平布置,其目的是为了解决黏滞阻尼器竖向布置受到空间限制的问题。通过动力循环加载试验,从滞回性能、耗能能力等不同角度对加载后的黏滞连梁阻尼器试件进行了分析。试验结果表明:各试件的滞回曲线均非常饱满,整体结构具有较好的耗能能力。以位于抗震设防烈度8度区的某超高层框架-核心筒结构,采用黏滞连梁阻尼器进行消能减震设计。通过ETABS软件对无控模型和有控模型进行多遇地震作用下的弹性时程分析,对比结构在布置黏滞连梁前后多遇地震作用下的地震响应,分析黏滞连梁的耗能表现,并对影响粘滞连梁阻尼器的各项敏感参数进行研究。通过PERFORM-3D软件对无控模型和有控模型进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比结构在布置黏滞连梁前后罕遇地震作用下的地震响应,并分析黏滞连梁的耗能表现。结果表明:安装有黏滞连梁阻尼器的有控模型与无控模型相比,最大层间位移角、基底剪力、倾覆力矩大幅降低,说明黏滞连梁阻尼器充分发挥耗能与减震的作用。在保证黏滞连梁自身不被破坏,功能快速恢复的基础上,可以有效的保护主体结构的安全,减缓或避免主体结构发生塑性破坏。同时平面布置位置、竖向布置位置、阻尼器参数的选取对附设黏滞连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震效果影响比较大,合理的选择黏滞阻尼器的各项参数可以使其减震性能发挥至最大。
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