理论教育 钢框架多遇地震减震分析及设计方法研究

钢框架多遇地震减震分析及设计方法研究

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.74为多遇地震下,无控结构和有控结构各层的最大层间位移角对比。以上均说明了在多遇地震下,2种阻尼器均可以显著地减小钢框架的层间位移,起到了很好的减震作用。表4.13多遇地震下有控结构的平均减震率通过对模型中连接器两端参考点的数据提取,最终处理得到多遇地震作用下钢框架中各层阻尼器的两端相对位移,如图4.74所示。

钢框架多遇地震减震分析及设计方法研究

为了方便描述,把设有波形软钢阻尼器的钢框架简称为有控结构,未设有波形软钢阻尼器的钢框架简称为无控结构。其中,将有控结构中设有横向波形软钢阻尼器(CMSD-H)的钢框架命名为有控结构一,设有竖向波形软钢阻尼器(CMSD-V)的钢框架命名为有控结构二。表4.12为3种多遇地震下,有控结构和无控结构的顶层水平位移。由表4.12能够得到,在兰州波作用下,设置了阻尼器Model-12和Model-30的钢框架顶层水平位移分别减小了44.64%和48.28%;在Taft波作用下,钢框架的顶层水平位移分别减小了53.41%和49.67%;而在EL-Centro波作用下,安装阻尼器对于钢框架顶层水平位移的影响不大。

表4.12 多遇地震下顶层水平位移对比

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.5.1条规定,对于多、高层钢结构,多遇地震下,进行抗震变形验算时,其弹性层间位移角限值为1/250。

图4.74为多遇地震下,无控结构和有控结构各层的最大层间位移角对比。由图4.74(a)可以看出,在EL-Centro地震波作用下,无控结构和2个有控结构的各层最大层间位移角均满足规范限值要求;与无控结构相比,2个有控结构的最大层间位移角均得到了有效的减小。

图4.74 多遇地震下的最大层间位移角对比

由图4.74(b)和图4.74(c)可以得到,无控结构在兰州地震波作用下的第2层,以及Taft地震波作用下的第1~5层不满足限值要求,而安装了波形软钢阻尼器之后,2个有控结构的各层最大层间位移角都减小至规定的限值之内。以上均说明了在多遇地震下,2种阻尼器均可以显著地减小钢框架的层间位移,起到了很好的减震作用。另外,3个模型所取的地震波烈度相同,但结构的地震反应相差较大,说明结构的地震反应不仅和地震波的烈度有关,还与其结构本身以及地震波的频谱特性有关。

表4.13为有控结构各层最大层间位移角的平均减震率。可以看出,在3种地震波的多遇地震下,2个有控结构各层的层间位移角的平均减震率基本均在30%以上,2种阻尼器在多遇地震下均能够达到较好的减震效果。相对来说,竖向波形软钢阻尼器的减震效果更显著。

表4.13 多遇地震下有控结构的平均减震率

通过对模型中连接器两端参考点的数据提取,最终处理得到多遇地震作用下钢框架中各层阻尼器的两端相对位移,如图4.74所示。由第4.3.4节可以得到,阻尼器Model-12和Model-30的屈服位移分别为1.90 mm和1.52 mm。(www.daowen.com)

由图4.75(a)能够得到,在兰州波地震作用下,有控结构一内各层的阻尼器Model-12均未进入屈服阶段;在EL-Centro波地震作用下,除第7、第8层外,其他各层阻尼器Model-12均进入屈服阶段;而Taft波地震作用下,除第8层外,其他各层的阻尼器Model-12的两端相对位移均已达到屈服位移。

图4.75 阻尼器两端相对位移(多遇地震)

由图4.75(b)能够得到,在兰州波地震作用下,有控结构二内各层的阻尼器Model-30都未达到屈服;而在EL-Centro和Taft波地震波作用下,除第7、第8层外,其他各层阻尼器Model-30均已达到了屈服状态。

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