粘滞阻尼器在钢管混凝土框剪结构的减震性研究

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钢管混凝土组合柱框架剪力墙结构体系是一种新型高层钢结构住宅体系,该结构受力机理复杂,框剪协同工作机理不明晰,其抗震性能还有待改善。针对这些不足,将粘滞阻尼器设置于钢管混凝土组合柱框架剪力墙结构中,利用阻尼器滞回变形消耗地震能,可以有效提高结构的抗震性能,增加结构的抗震防线。本文采用有限元软件SAP2000中的快速非线性时程分析(FNA),对粘滞阻尼器在钢管混凝土组合柱框架剪力墙结构中的减震性能进行了系统研究,主要内容如下:(1)通过在81m钢管混凝土组合柱框架剪力墙结构中设置普通偏心支撑、两种连接形式的粘滞阻尼器耗能支撑以及不设置支撑建立四种结构模型,对比分析四种模型在不同地震波作用下的地震反应参数,分析结果表明:在多遇地震作用下粘滞阻尼器耗能支撑减震效果显著,且不提供附加刚度,普通偏心支撑减震效果不明显,并且增大结构整体刚度,使部分楼层的地震反应增大;除此之外粘滞阻尼器通过人字型连接可以获得更大的变形,相比斜向型连接其滞回曲线更饱满,吸收地震能更多,减震效果更优越。(2)通过在81m结构中以不同布置方案设置粘滞阻尼器人字耗能支撑,在多遇和罕遇地震作用下对不同方案的减震效果和经济效益进行对比,研究发现:将耗能支撑布置在该结构的1、7、13轴与4、10轴减震效果相近,但后者阻尼器用量更少,经济效益明显;在该结构中耗能支撑每层均布的布置形式减震效果最好,其次是在14-27层(上半部)布置,第三是隔层布置,而在1-14层(下半部)和在21-27层布置减震效果相近,并且均较差;并且在多遇地震作用下,粘滞阻尼器耗能效果显著,各方案均有较明显的减震效果,在罕遇地震作用下,粘滞阻尼器耗能效果减弱,各方案的减震效果均有不同程度的下降。(3)通过在不同高宽比(99m)的钢管混凝土组合柱框架剪力墙结构中设置粘滞阻尼器耗能支撑,在多遇和罕遇地震作用下对比不同方案的减震效果,发现随着结构高宽比的增大,各方案的减震效果下降,其中每层均布减震效果最佳,在17-33层(上半部)设置和隔层设置减震效果接近。
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