現(xiàn)有的黏滯阻尼器布置機(jī)構(gòu)的位移放大系數(shù)計算公式是基于結(jié)構(gòu)剪切型側(cè)移模式推導(dǎo)的,而多高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式一般為彎剪型,這有可能導(dǎo)致采用現(xiàn)有方法計算多高層建筑結(jié)構(gòu)中的黏滯阻尼器的位移放大系數(shù)和附加阻尼比不準(zhǔn)確。采用解析幾何方法,推導(dǎo)了單層彎剪型結(jié)構(gòu)和一般多高層結(jié)構(gòu)中阻尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)的計算公式,包括對角布置機(jī)構(gòu)、剪刀撐布置機(jī)構(gòu)、下套索布置機(jī)構(gòu)、上套索布置機(jī)構(gòu)。按照阻尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)現(xiàn)有計算方法和本文提出的方法,采用應(yīng)變能法計算了多層鋼框架結(jié)構(gòu)中布置黏滯阻尼器的附加阻尼比,并與自由振動衰減法的計算結(jié)果進(jìn)行了對比,本文方法的計算誤差不到1%。這驗證了本文提出的考慮彎剪變形的黏滯阻尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)的計算方法對一般多高層結(jié)構(gòu)具有更好的計算精度。 

【文章來源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2020,37(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

多高層彎剪型結(jié)構(gòu)下套索機(jī)構(gòu)變形圖Fig.3Thedeformationofthelower-toggleconfigurationinshear-bendinghigh-risestructure

尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)計算16913單層彎剪型結(jié)構(gòu)的阻尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)計算3.1放大系數(shù)計算公式剪切型結(jié)構(gòu)的層間受力側(cè)移僅考慮水平向側(cè)移。彎剪型結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式不同于剪切型結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)節(jié)點位移不僅有水平向位移，而且還有豎向位移。利用解析幾何理論，可以在阻尼器布置機(jī)構(gòu)位移放大系數(shù)的計算公式中考慮豎向位移的影響。一般而言，單層結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式多為剪切變形；但為了簡單起見，本文先以單層彎剪型結(jié)構(gòu)為例，推導(dǎo)布設(shè)在其中的阻尼器布置機(jī)構(gòu)的位移放大系數(shù)計算公式。圖1所示為黏滯阻尼器下套索布置機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)布置在一單層框架結(jié)構(gòu)中。結(jié)構(gòu)高度為H，跨度為L，結(jié)構(gòu)水平側(cè)移為u(t)，豎向位移為v(t)。圖1單層彎剪型結(jié)構(gòu)下套索布置機(jī)構(gòu)變形圖Fig.1Thedeformationofthelower-toggleconfigurationinasingle-storyshear-bendingstructure下套索機(jī)構(gòu)布置于O、D、C三點(見圖1)，以O(shè)點為坐標(biāo)原點建立整體坐標(biāo)系，在梁端建立局部坐標(biāo)系u(t)-v(t)。下剛性桿AC水平角為1(t)，其初始值為�？梢詫ⅫcA"的坐標(biāo)代入到圓D"的方程中得到角θ1。圓D的方程為222x)()(yavHu(7)解得1為2222122()()arcsin2()()arctan()LubaHvbLuHvLuHv(8)令u0，v0，代入式(8)中可以得到下剛性桿水平角的初始值為222222arcsinarctan()2LbaHLbLHH(9)由放大系數(shù)的定義和結(jié)構(gòu)模型的運動分析，可確定下套索布置機(jī)構(gòu)放大系數(shù)的計算式為222211(cos)(sin)(cos)(sin)OAOAfuLbbLbbu(10)

1694應(yīng)用力學(xué)學(xué)報第37卷5算例分析某12層單榀兩跨鋼框架結(jié)構(gòu)，跨度為6m，層高為4m�？蚣苤鶠橄湫徒孛驿撝孛娉叽鐬椋旱�1~3層□750×750×30×30，第4~6層□700×700×30×30，第7~9層□650×650×30×30，第10~12層□600×600×30×30�？蚣芰壕鶠檎砭塇型鋼梁，截面尺寸為H600×300×20×30。采用Q345B鋼材，彈性模量為206GPa�？蚣芰壕季�荷載為65kN/m。采用SAP2000有限元程序建模分析，結(jié)構(gòu)基本自振周期為1.686s。結(jié)構(gòu)第一振型的部分節(jié)點位移如圖4所示。圖4結(jié)構(gòu)第一振型節(jié)點位移(單位：mm)Fig.4Modaldisplacementofjointsforthefirstmode(unit:mm)圖5黏滯阻尼器耗能系統(tǒng)布置圖Fig.5Thearrangementofenergydissipationsystemwithinviscousdampers線性黏滯阻尼器分別采用對角機(jī)構(gòu)、剪刀撐機(jī)構(gòu)、下套索機(jī)構(gòu)、上套索機(jī)構(gòu)逐層安裝于結(jié)構(gòu)右跨(見圖5)，其黏滯阻尼系數(shù)分別為6000kN·s/m、200kN·s/m、800kN·s/m、600kN·s/m。剪刀撐機(jī)構(gòu)的菱形半角0/15，套索機(jī)構(gòu)上剛性桿長度均為3.300m，下剛性桿長度均為4.030m。假定上述減震結(jié)構(gòu)在地震作用下的側(cè)向變形以第一振型為主，則可以近似認(rèn)為結(jié)構(gòu)的節(jié)點位移等于圖4中所示的節(jié)點模態(tài)位移。采用本文所推導(dǎo)的計算公式計算各阻尼器布置機(jī)構(gòu)在每層的位移放大系數(shù)，計算結(jié)果見表5。將表5中的計算結(jié)果代入式(6)，即得到各阻尼器布置機(jī)構(gòu)附加阻尼比，計算結(jié)果見表6。作為對比，使用SAP2000對采用各種布置機(jī)構(gòu)附加黏滯阻尼器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行線性時程分析。在結(jié)構(gòu)基底施加半正弦波形式的加速度激勵，激發(fā)結(jié)構(gòu)自由振動。半正弦波的周

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]開敞式阻尼器布置機(jī)構(gòu)理論與試驗研究[D]. 王健.西安建筑科技大學(xué) 2016



本文編號：3535672