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14.3 ! 结:构消能?减震设计《 》 , 14.3.【1  消能》减震设?计时应根据设防地震!下,的预:期减:震要求及《罕遇地?震下:的预期?结构位移控制要求设!置适当的消》能部件消能部件可由!消能器及《斜,。。撑、墙体、梁或节】点板等支承构件【组成消能器可—采用速度相关型【、位移相《关型或其他类—型 【。14.3.2  】高层建筑结构—采,用消能减震设计时应!符,合下列各项要求 】 ? ,     》1  消能》器应具备《良,好的变形能力—和消耗地震能量的】能力消能器的极限位!移应:大于消?能器设计位移—的12?0%速度相关—。型消能器《极,限速度应大于消能】器,设计:速度的12》0%同时应具有【良好的耐《久性和环境适应性 ! ,   —  :。2  ?一般情况下》应至少?在建筑消《。能减震结构》的各个主轴》方向分?别计算?水平地震作用并进】行抗震验算各方【向的水平地震作用应!由该方向《。消能部件和抗侧【力构件?承担有?斜交抗侧力构件的】结构:。。当相交角《度大于1《5°时?应分别计算各抗【侧力构件方向的水平!地震作?用 》 14.3.【3  消能》部件的布《置应满足下列各【项要求 !    1》  消能《部件的布《置宜使结构在两个主!轴方向的动力特性相!近 》     2 】。 消能部件的—。竖向:。布,置宜使结构沿高度】方向刚度均》。匀, —   ? 3  《消,。能部件宜布置在层间!。。相对位移或相—对,速,度较大的楼层同时可!采用合理形式—增加消能器两端【的相对变《形或相对速度的技术!措施提高消能器的减!震效率 】     》4  ?消能部件《的布置不《宜使:结构出?。现薄弱构《件或薄?弱层: : 14—。.3.4  消能】减震结构的》地震作用效》应计算应满足本规程!。第4.?3.5条要求并应】满足下列要》求 《 ?    1  当消!能减:震结构?的主体结构处—于,弹性工作状态且消能!器处:于线性工作状态【时,可采:。用振型分解反应谱法!、弹性时程分析【法 — ,。。 ,   2  —当消能减震结—构的主体结构处于】弹性工作状态且【。消,能器处?于非线性《。工作状态时可将消】能器进行《等效线性化采—用,附加等?。效阻尼比和等效刚度!的振型分《解,反应谱法、弹性时】程分析法;也可【直接采用弹塑性时】程分析法《。 《 ,   ?。  3  当消能】减震主体结构进入】弹塑性状态时应采】用静力或动力弹【。塑性:分析方法 —     】注在弹性时程分析】和弹塑性时》程,分析:中消:能减:震结构的恢复—力模型应包括结构】恢复力模《型和消?能部件的《。恢复力模型 —     !4  采用消能【减震:。结,构弹塑?性时:程,法分析时根》据主体?结构构件弹塑—性参数和消能—。部件的参数》确定消能减震—结,构,非线性分《析模型? 》    《 ,5  采《用静力?弹塑性分析方法分析!应满足下列》要求 《 :     —    1)—。消能部件中消—能器和?支撑可?采用串联模型将消】能,器的刚度和支—撑的刚度进行等【效在计算中消能部】件采用等刚度的连接!杆代替 《   【  : ,   2)》结构目标位》移的:确定应根据结构【。的不同性能来—选择宜?采用结构总体高度的!1,.5%作为》顶点:位移的界限值 【 :       !。  3)消能—减震结构的阻尼比】。由主体结构》阻尼比和消能器附加!给结构?的等效阻尼比组成主!体结构?阻尼比应取结—构弹塑性状态时【的阻尼比 》 《 14?.3.5 》 消能?减,震结构的楼层—剪力系数可根据附】加阻尼?比的大小进行适【当调整 《 ? 14.3—.6:  消能器的恢复力!模型参?。数应经试验》验证 【 ,。14.3.7  】采用振型分解反【应谱法分析时—可采:用,下述步骤《计算:结构等?效阻尼比和消能器】的参数 — ,    》。 1  假》定,各个消能器的设计参!数[如?(Keff)j【Cj]和《消能减震结》构的等效阻尼比ζ】    ! ,2  将消能—减震:结,构的总阻尼比和【各个消能器》的设计参数代—入分:析模型中《采用振型分解—反应谱法进》行结构分析 —  —   3  经【结构分析可得第【i楼层?的水:平剪力Fi、—水平地震《作用标准值》的位移ui》及,第j:个消能器的阻尼力】Fdj及相对—位移△udj—  【   ?4  消能器—附加给结构的等效】阻尼:比ζa可按》本规:程第14.3.12!条进行计算 —。     !5  重新修正各个!消能器的设计—参数[(Ke—ff)jCj—]并利用下》式,计算结构总》阻尼比ζ ! ζ=?ζ1+ζa   】    《 ,。(14.《3.7) 【。 ?    《。式中ζ?1主体阻《尼比; 》 ,      】  :   ζa》消能器附加》给结构?的等效阻尼比 ! ?    6 —。 将步骤5计算【得到的结《构总阻?。尼比和各个消能器】的参数作为初始假】设值重复步骤2至步!骤5反复迭代直至步!骤2使用的结构【总阻尼比与步骤5】计算:得到的结构总阻【尼比接?近 : 1—4.3?.8  采》用非线性时》程分析时可按下述步!骤计算结构》的总阻尼比和—消能器的参数— 》    《 1  假》定各个消能器的【设计参数《。[如(Ke》f,。f)jCj]采用非!线,性时程?分析法进《行结构分析 — ,   — , 2  《经结构分《。析可得第i楼—层的水平剪力—最大:值Fi?、第j个消》。能器的最大阻尼力F!dj:max及最大阻【尼力对应《的相对位《移,△udj《。   】  3  消能器附!加给结构的》。等效刚度《(Keff)j可按!本规程?式(14.》3.13-1)进】行计算?消能器附加》给结构的等效阻尼比!ζa可按本规程【。式,(14.3.13】-2)?进行计算《。结构总阻尼》。比ζ可按本规程式(!14:.,3.:7)计算《 , ?   《  4  》将计算得到》。的结构总阻尼比及步!骤3计算《得到的消能器附【加等:效,刚,。度代入计算》模型中进行时程【。分析经结构分析可】得第i楼层的水平】剪力最大值F'【i 》  ?   5  将步】。骤4计算得到的楼层!水,。。平剪力及步骤2得到!的楼层水平剪力按下!式进行第i楼层水平!剪力误差计算 【 ? 【。     确定【。第,i楼:层水平剪力误差数】值上最大的》楼层i(即当△i为!负值时?取m:ax△i对应的楼层!i;当△i为正【值时:取min《△i对应《的楼层i) 【     6! , 基于?步骤5确《定的第i楼层—水,平剪:力最:大值进行《结构总阻《尼比迭代《修正可按下式进行计!算 ! 《    7  【重复步骤《4与步骤6反复【迭代直?。至步骤4使用的【结构总阻尼比计【算得到的第i楼层的!水平剪力最》。大,值F'i大于—或等于步骤2得到的!第i楼层的》。水平:剪力最大值Fi !  》   8 》 ,计算出时程波下消能!器的等效刚度和等】效阻尼比《后以最小等效阻尼比!的,时程波的分析结果】作为消能器》附加到结构中的【等效刚度和等—效阻尼比 】 1?4.3.9》。  采用静力弹塑】性分析方法》时计算模《型中消能器宜采用合!理的恢复力模型并由!实际分?析计算获得消—。。能器的附加》阻尼:比不可?。采,用预估值位移—相关:型消:能器可采用》等刚度的杆单元代替!并依据?消能器的力学特性】于该杆单《元上设置塑性铰以模!。拟位移相关型消能】器的:力,学特:性 14!.3:.10  消—能减震结构在设【防地震和罕》遇地震下的》总,。阻尼比应分》别计:。算,消能器附加给结构的!。等效阻尼比超过25!%时:按2:5%计算 —。 14.【3.11  消能】部件的设计》参数应符《合下列?规定 《 : :    《1  位移相—关型消能《器,与斜撑、墙体—或梁:等支承构《。件组成消能部件时】消能部件的恢复力】模型参数《符合下列要求 【 》    ! 式中△up—y消能部件在—。水平方向《的屈服位移或起【滑位移;《  【     》    △u—sy设置消能部件】的主:体,结构层?间屈服位《移 《     【2  ?黏弹性?消能器?的黏弹?性材料总厚度应【满足下列《要,。求 ? tv≥△u!dmax《/[γ]     ! ,  (?14.3.11【-2) 】     》式中tv黏弹性消】能器:的黏弹性材料的总厚!度; 《     】      —△udmax沿【消能器方《向消能器最大可能】。的位移; 》     !     》 [γ]黏弹性材料!。允许的最大剪—。切应变 》。 ? ,  :  :3  速《度线性相关型消能器!与,斜撑、墙体或梁等】支承构件组成消能部!件时支承构件沿【消能器消《能方:。向的刚?度应满足下式— 》 ,Kb≥6π》CD/?T1  《      —(14.3》.11-3) !     式】中Kb支《撑构件沿消》能,器方向的刚度; 】     !    《  C?。D消能器的线性阻】尼系数; 【   》    《    T1—。消能减震《结构的基本》自振周期 — 14.3】.12  采用【振型分解反应谱【法分析时《消能部件附加给【结构的等《效阻尼比和》等效刚度可按下列】方法确定《   】。  1  位移【。相关型?消能部件和非线【性速:度相关?型消能部件给结【构附加的等效刚度】应采用修正后的等】效刚度?确定 】    2》  消?能部件?附加给?结构的?等效阻尼比可按下】式估:算 】 , ,     式】中ζa消能器附加】给结构的等效阻【尼比; 【 :   ?      —。 Wcj第》j个消能器在结构预!期层间位移》△uj下往复—循环一?周所消?耗的能量∑表示【安装在?结构上的所有消【能,器消:耗的:能量之和;》 —  :。  :   ? ,  W?s,设置消能部件的【结构在预期位—移下的总应》变能 【     注当消能!部件在结构上分布较!均匀:且附加给结构—的等效阻尼比小于2!0%时消能部件附加!给结构的等效阻尼比!也,可采用强行解耦方】法确:定 《 :     3  不!。。计及扭转影响—。时,。消能减震结构—在水平地震作用下】的总应变能》可,按下式估算》 【 》    式中Fi】质点:i的:水平地震作用标准值!(一般取相应于【第一振?。型的水平地震作用即!可); 《 《     》      u【i质点i对应于【水平:地震:作,用标准值的位移【 《     4 】 速度线性相关型】消能器?在水平?地,震下所消耗的能【。量可按下式估—算 》  !   式中Cj第】j个消?能器由试验确定的】线性阻尼系数—;   !    《 ,   θj第j【个消能器的消能方】向与水平面的夹角】; 》 ,  :。      —   △u》。j第j?个消能?器两端的相对水平】位移 ?   【  当消能器的阻】尼系数和等效刚【度与结构振动周【期有关时可取相应】于,消能减震结》。构基本自《振周期的值 】 ,     5【 ,。。 对于非线》性黏滞消能器在水】平地震作用下往复】循环:。一周所消耗》的能:量可按下式估算 】 Wcj】=λFdjma【x△uj  —   ?   (14.【3.12-》4) 【     式中【λ阻:尼指数的函数如【表14.3》。.12;《 ,     !。   ?   Fd》jmax第j—个消能?。器在相?应水平?。地震作用下的最大阻!尼力 》。 : 》 , 【    6  位】移相关型和》。速度非线性相关型】消能器在水平地震作!用下:往复循环一周所【消耗的能量可按下】式估算 》 Wcj【=,∑Aj     】。   (1》。4.3.1》2-5)《   】  式中Aj第【j个消能器的恢复】力滞回环在》相对水平位移△u】j时的面积 】     消】能器的等效》刚度可?取消能器的》恢复力滞《回,环在相对水》平位移△u》j时:。的割线刚度 ! 14.3.【13  采》用时程分《析时消?。能部件附加给结构】的等效阻尼比—和等效刚度可按【下,列方法确定 —     !1  位《移相关?型消能部件》和非线性速度相关】型消能部件给结构附!加的等效刚》度宜采?用迭代修正后的【等效:刚度:确定  !   2  —非线:性黏滞?消能器给结构—附加的等效刚度【采用迭?代计算方法确—。定可:按下式估算 】 【。     式中】Fdjma》x,时,程分析过程中消能】器j最大阻尼力; ! :     【      △【ud:j消能器j最大阻】。。尼力对应的相对位移!; 》 :    将上式计算!得,到等效刚《度作为时程分析【中非线性黏滞消【能器的初始刚度再】进行时程分析重复】步骤:。2反复?迭,代直:至,使,用的消?。能器等效刚度与【上式:计算得到的等效【刚度接?近  】   3《  消能器》附加给结构的等效】。阻尼比可《按下:式估算 《 ? : —    式中ζ【1结构阻尼比;【 ?。 ,   《        E!d消:能器耗能; !     —      Ec】结,构模态阻《尼耗能 】 14.3.14 ! 除消能子结—构以外的主体—结构的截面抗震验】算应符合下列规定】 ?     【1 : 主:体结构的《截面抗震验》算应按本规程—有关章节的规—定执行 【  ?   2  —振型分解《反应谱法计算地震作!用效应时附加阻【尼比宜按设防地【震作用?下消能器的》附加阻尼比取值【。 : 1》4.3.15 【 消能子结构的截面!抗震验算宜符合【下列规定 —     1!  :。消能子结构中梁、柱!。(墙)构件宜按【重要构件设》计在罕遇地》震作用和《其他荷载作用下的效!应组合应小于构件极!限承载力《标准值 《     !2  消能》子结构中的》梁、柱和墙截面设】计应:考虑消能器在极限位!移或极?限速:度下的阻尼力作用效!应 《     【3  消《能部件采《用高强螺栓或焊接连!接时消能子》结构节点部位—组合:弯矩设计值应—考虑消能部件端【部的附加弯》矩 —     》4 : 消能子结》构的节点和构—件应进行消能器【极限位移和》。极限速度下的消能】器引起的《阻尼力作用下的【截面验算 】     5  !当,消能器的轴心与【结构构件的》轴线有偏差时结【构构件应考虑附【加弯矩或《。因偏心?而引起?的平面外弯曲的影响! 14】.3:.16  》消能子结构的—截面抗震验算可采】用弹性设计方法 !     子!结,构的梁?、,柱、梁柱节点的极限!承载力应满足本【规程式(《14:.3.16-1)和!(,14.3.》16-?2) ? ? △VD》+ρVZ+V—G≤V*u    !    (》14:.,。3.16-1) 】 》△,MD+ρMZ—+,MG≤?M*u  》    《  :(,。14.3.16【。-2) !  :  式?中△VD、△—。MD分?别为消?能器极?限阻尼力与设防【烈度地震作用—下消能器的阻尼力的!差值对梁、柱—、梁柱节点产生的附!加剪力和附加弯矩(!非阻尼力《差值:); ?     !   ?   VZ、M【Z分别为设防烈度地!。震作用下梁、—柱、:梁柱节点《剪力值和弯矩值【(已包含《阻尼力对结构的附加!剪力和附加弯矩)】; —         !  VG《、MG分别为—重力荷?载作用下《的梁:、柱:、梁:柱节点剪《力值和弯矩值; 】   【       【。 V*u、M*u分!别,。为,梁、柱?。、梁:柱节点的极限抗剪】承,载力和极限抗—。。弯承载力; 】    — , ,  :   ρ放大系数罕!遇地震与《设防烈度《。地震amax—的比值 《。 1—4.3.1》7 : 消能减震结构的抗!震,变形验算应》符合下列《要求  !  : 1  消能减震结!构层间弹性位移【。角限值应《符合本规程》第,3.7.3条的规】定 —     2 【 消能减震结构层】间弹塑性位移角限】值不应大于本—规程:第3.9.6—条的规定 》。。 , 14.3.!18 ? 消:。能器与?结构的连接与构【造应符合下列规定 ! 》    1  【消能器与主体结构】的连:接一般分为支撑【型、墙型、柱—型,。、门架式和腋撑型】等设计时应根据各】工程具体情况和消】能,器的类型合理—选择连接型式 【   【  2  当—消能器采用支撑型】连接:时可采用单斜支【撑布置、“V—”字型和《人字型等《布置不宜采用“K】”字型布置支—撑宜采用双轴对称】。截面宽?度比或径厚》比应满足现》行行业标准高层民用!建筑钢结构技术规程!JGJ 《99:的要求 》。 ?     3  消!能器与?。支,撑、节点板、—预埋件的连》接可采用《高强螺栓连接、焊】接或铰接高强螺【栓及焊接的计算、构!造要求?应按现行《国,家标准钢结构设【计标准G《B 50017【执行 》。   》。  4  预埋件】、,支撑和支《墩(剪力墙)及【节点板?应具有足够的—刚度、强《度和稳定性 】     5】  与消《能器或消能部件相】连,的预埋件、支撑【和支墩(《剪力墙)及节—点板的作《用力:应按以下要》。求取值 】。。         !1)位移相关型消】能器消能器在—设计位移下对应阻】尼力的?1.2倍; 】   》  :    2)速度相!关型:消能器消能器在设计!速度下对应阻尼力的!1.2倍 》 14.】3.19  除消能!子结:构外的主体结构的】构造措施应符合下列!。要求 》     1 ! 除:消,能子:结构外的主体—结构的抗震构造【等,级应按本规程第3.!10节的《规定采用 !。     2 【。 当消能减震结构】的抗:震性能明显》提,高时除消《能子:结构外的主体—结构的?抗震构造措》施要求可适》当降低降低程—度可:根据消能减震主体】结构地震剪力与不设!置消能减震结构【的地震剪力》。之比确定最大降【。低程度应控制在【1度以内《。 —14.3.20【  消?能子:结构的抗震构—造措施应符合下【列要求 》    【 1  消能子结构!结,构的:抗震构造措施要求】应按本地区抗—震设防烈度》要求确?。定 《     【2  消《能,子结构?为混凝土或型钢【混凝土构《。件时构件的箍筋加】密区长度、箍筋最】大间距?和箍筋最《小直径?应,。满足本规程有关章节!的要求;消》能部件子结构为【剪力墙时其》端部宜设暗柱其箍】筋加密区长度、【箍筋:最大间距和箍—筋最小直径应不低于!本规程框架柱的要】求  】   注箍》筋加密区《长度宜从连接板外侧!计算  !  : 3: ,。 消:能部件?为钢结?构构件?时钢梁、钢柱—节点的构造措施应按!现行:国家标?准钢结?构设计标准GB 】500?。17和?现行行业标准高【层,民用:建筑:钢结构技术规程JG!。J 99中》心支:撑的:。要求确定《 :