不规则框架结构混合消能器减震分析及粘滞流体阻尼器优化布置研究

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随着社会的发展和生活水平的提高,人们对建筑物的功能要求不断提高,同时为了满足人们的审美要求,建筑外形日趋多变,各种不规则的现代建筑结构相继出现。而结构的不规则会导致构件的受力情况复杂,影响结构的抗震性能。震害分析表明,建筑结构的规则性对结构抗震性能有很大的影响,不规则的建筑结构往往会造成较大的扭转效应,出现应力集中或薄弱层。因此,在进行抗震设计时,对不规则建筑结构的抗震设防要有专门的环节,采取必要的相应措施。在建筑中混合使用消能器,不失为一种解决不规则体型建筑抗震薄弱的有效方法。本文分析了粘滞流体阻尼器和屈曲约束支撑的耗能机理、力学模型、等效线性化的方法以及在软件中的模拟,然后对减震结构的分析方法进行了归纳。采用振型分解反应谱法对不规则框架结构进行减震设计,并采用时程分析对安装混合消能器的结构进行补充计算。最后,采用权系数布置法和逐层逼近法对粘滞流体阻尼器进行优化布置,并提出结构整体反应量的两个评价指标,对各层均匀布置、权系数优化布置和逐层逼近优化布置的结构进行计算分析。本文得出的主要结论为:(1)采用混合消能器能够降低屈曲约束支撑对结构基底剪力的增加作用,同时弥补了粘滞流体阻尼器在改善结构抗扭能力上的不足,对扭转刚度不足的不规则框架结构减震效果明显。在多遇地震作用下,通过屈曲约束支撑调节刚度和粘滞流体阻尼器的耗能作用,结构的扭转周期比减小为0.856,且结构X向和Y向层间位移分别减小54.6%和53.7%,首层剪力X向减小22%,Y向减小18%。(2)粘滞流体阻尼器优化布置结果表明:对于结构地震反应的控制,逐层逼近法略优于权系数布置法,且两种方法均优于各层均布法,但权系数布置法较逐层逼近法计算简单,耗时短且控制效果接近,所以对实际工程来说,权系数布置法更为实用。
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