消能支撑在复杂高层塔式结构抗震控制中的应用

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消能支撑是一种新型的抗震控制构件,它基于新兴的抗震控制思想而生,摆脱了传统结构只是靠结构本身梁、板、柱以及墙体来抵抗地震作用的方法,也不是采用传统“强化”的抗震思路,而是在结构中间增设消能支撑,通过消能支撑本身的消能阻尼器来消耗地震能量,使地震反应得到衰弱,从而保证主体结构的安全。目前,对于消能支撑框架的研究已经日趋广泛,但是在复杂高层塔式结构中加入消能支撑的研究还比较少,复杂高层塔式结构的建筑由于其结构灵活多变,外型独特,适合现代城市发展需要,所以如何将消能支撑应用于复杂高层塔式结构中具有十分重要的研究意义。本文以法门寺双手合十塔为原型,利用SAP2000对其进行有限元模型的建立,其结构塔截面单轴对称,南北方向立面呈“双手合十”造型,竖直方向采用东西两组对称的折线形筒体。由于其结构的复杂性,本文选取合十塔中一榀结构加入消能支撑,对结构进行模态分析、反应谱分析、线性时程分析以及非线性时程分析,通过不同的分析方法,来研究消能支撑在复杂高层塔式结构中对于各种工况的影响。研究结果表明,消能支撑在结构线性阶段下,阻尼器并不产生作用,但是由于消能支撑的增设,结构的周期有所降低表明结构的刚度增大,使得在线性阶段结构的各项指标有所下降。在非线性阶段,消能支撑的阻尼器开始发挥作用,通过阻尼器的滞回曲线可以得出阻尼器在非线性阶段具有良好的耗能能力。通过对比原结构以及消能支撑结构的各项指标,可以明显的得出消能支撑对于复杂高层塔式结构的抗震控制有非常好的作用。通过本文的研究可以为今后消能支撑的应用得出可靠的分析方法。本文的研究结论可以为今后进一步研究消能支撑的应用效果和工程设计提供参考。
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