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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