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14》.3 结构—消,能减:震设计
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—14.3.2 由!于地震动的不确定】性结:。构在地震作用下的反!应也是不确定的由】于结构计算模—型的各种假定和实】际,情,况存:。在一定差异依据【所规定的地震—作用进行结构—。抗震验?算不论计算理论和工!具如何先进、计算如!何严格实际地震发生!时与:计算结?果仍可能存在较大】的差异因此为使【消能减震结构实现】“大震不《倒”的?设防:目,标,需保证罕遇地震【作用下消能》器不致失效破坏为此!要求消能器的极限位!移应比罕遇地震作用!时消能器《的计算最大位—移值更?大以留有必要的余量!
—14.3.3 】。消,能器一般是和—支撑(支承构—。件):一起布置在》结构中支撑》(支承构《件):和,消能:器构成消能》部件常?见的布置形式—。有单斜撑《、,“V”字《型撑、“《人”字型《等概念设计阶段【。应根据?消能器的类型—、,构造及原结构空间】使用、建筑设—计,、施工和《。。检修要?。求,选,择消:能,部件的类型例如【从消:能器的构造、类型】角度考虑圆筒—式黏弹性消能—器、筒式流体消能器!等适合采用》斜杆支?撑;P?all型摩》擦消能?器、双环《金属:消,能器、加《劲,圆环金属《消能器?适,合采:用交叉支撑;金属消!能器适合采用“人”!字型支撑《或用于耗能剪力墙中!
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抗震结】构体系要《求受:力明确、《传力途径合理、连】续结:构体系合《理的:抗震结构能使—结构分析更加符【。合,结构在地震时的实】际表现?提高结构的抗震【性能因?此消:能部件的布置—应,使结构形成均匀合理!的受力体系减—少不:规则性提高整—体结构的消能能力】
! 消能器的布置宜使!结,构平面两个主轴方】向动力特性相近或】竖向方向刚度均匀;!对于:规则结构平面—上可在两个主轴【方向上分《别采用对《称布置对于结构平面!两个:主轴动力特性相差较!大时可根据需—要分别在两个主轴方!向布置也可以只【在,较弱的一《个主轴方向布—置这:。时结构设《计应只考虑单—个,方,向的消能作用—对于结构竖向存【在薄弱层可优先在】薄弱:层布置然后》再考虑沿竖向—每层或隔层或跨【层布置
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14.3.4 】 ,不同的结构》采用不同《的分析方法在各【国抗震规范》中均有体《现振型?分解反?应谱法仍是基本方法!但对不规则、重要】。和较高?。的高:层建:筑要求采《用时程分析法作【。为补充计算》方法
1!4.3.5》 消能《器在结构中主要【是以提供附加—阻尼:为主即使消》能器的附加刚度【会导致结《构的周期变短但地震!影响系数α值还【是,减小的主体结构的】楼层剪力《一般情况下会减小】消能减震结构楼【层,最小地震剪力系【数的减小主要是【由,于消能减震结构总】阻尼比的增加—。而减小了结构地【震反应?。为了:使结构总地震剪【力和楼层地震—。。剪力保持一个安全合!理范围消能减震【结构的楼层最小地震!剪力系数可》根据消?能器附加给结—构的阻尼比大小进】行调整其值可取【消能减震《结构计算出的楼层剪!力乘以1.2的【增大系数与相应楼】层的重力《荷载:代表值的比值
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14.3.!6, 位移《。相关型消能器恢【复力模型大致有两类!一种是用复杂的数学!公式予以描述的【曲线:型;另一《种是分段线性化【的折线?型曲线型恢复—。力模型中的刚度是】连,续变化的《与工程实际较为接】近但在刚度的确【定及计?算方法上较为复杂在!实际工程计算中并】不常用对《于,软钢消?能器和屈曲约束支撑!可采用?双,。线性模型、三线【性模型或We—n模型;《摩擦消能器、—铅消能器可采用理想!弹塑性?模型
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速度相!关型消?。能器宜采用Max】w,ell?模型或Kelvin!模型其他类型消能】器模型可《根,据组成?。消能器的元件—是采用串《联还是并联具—体确定
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消能【器的设?计参数应由厂家【提供的型检报告来】确定型检报》告中应包含消能【器的骨架曲线—、滞回曲《线、初始刚度、屈】服承载?力、屈服位移、【极限承载力、—极限位移、疲—劳性能?力学参数等并在设计!图纸上明确》以保证采《用的消能器产—品型号与设》计相符
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14.》3.8 》对消:能减震结构进行非】线性时程分析时【消能器的等效刚度和!非,线性属性《共同影?。响结构的刚度矩阵和!阻尼耗?能而目前常用的【消能:减震结构设计的【方法是通过计算消】能部:件附加等效》刚度和附《。加阻尼比建》立消能部件的等效】。线性模型进》行设防地震下—的振型分解》反应谱分析最后【根据结构内力对【主体结构及消—能子结构进行配筋计!算,因此结构等效阻尼】比的迭代修正方【法是基于《楼层剪力进》行,。的且基于楼层剪力】。误差数值上》最小的楼层进—行,。修正可以很好的符】合规范?的包络精《神
14!.3.?9 静力》。弹塑:性分析方法是一种静!力的:分析方法是》在结:构计算模型上—施加按某《种规则分布的—水平:侧向:力单:调加载?并逐级加大;一【旦有构件《开裂(或屈服)即】修,改其刚度(》或使其?退出工作)进而【修改结构总》刚度矩阵进行下一】步计算依《次循环直《到结构达到预定的】状态(成《为机构?、位移超限或达到】目标:位移:),从而判断是》否满足?相,应的抗震能力—要求消能器产—生,减震效果主》要体:现在:消能器的滞回性能】上消能器需要产【生往复位《移或速度而》起作用为此静力弹】塑性分?析方:法分析过《程中无法直接—体现出消能器的作用!也,不能直接得出消能】器附加结构的—阻尼比为了使—。静力:弹塑性分析方法能】够体现出《消能器?。的作用对消能器的】刚度和阻尼参数进】行等:代并布置《。在结构中进行—分析
】14:.,3.13 消【能减震结构非线【性时程分析》时消能?器,的线性等效刚度和非!线性属性共同影响】结构的刚《度矩阵和阻尼耗能】如果等效刚度—的取值不合》理可:能导致分析结果的】不,准确故?。应重视?消能器等效刚度取值!的合理性
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? 为了真实【地反映消能减—震结:构,的变形?及受力状态非线性时!程分析时应》取消能器最大阻尼力!及对应的相》对,位移计算《等效刚度在不改变消!能器非?线性属性的前提下】对消:能器的线性》等效刚度《进行时程波》下迭代以迭代—收,敛后的消能器等效】。刚度为准
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消能】器附加给结构的等】效阻尼比采用能量比!法进行计算其物【理意义明确充分考虑!了等效?阻尼比的时变特【性且计算简单但【能,量,比法计算的到的【。。附加阻?尼比:可能偏大或偏小【故还需进行迭代修正!才能更?好的符合《规范:的包络精神》。
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1》4.3?。.15 》对于消能器连接板】与框架梁《。连接的情况当消能器!采用平行法》安装时支撑可能【会限制框架梁的竖】向变形但《其作用?很小不?能起:到明显的约束—作用为此在确—定布置消能部件跨】的横梁截《面时不?应考虑消能部件在】跨中的支承作—用;消能器在地震】作,用下:往复:作用时消能器产【生的水平阻尼力【会通过连接板传递】到与其相《连的框架梁上导致】框架梁?除承受竖向荷载【作用外还要》承受消能《器在地?震作用时消能器附】加的水平阻尼力作】用
】 : ,为,了,确保消?能,减震结构在罕遇地】震作用下不发生倒】塌消能减《震结构需要保—证在主体结构达【到极限承载力前【消能部?。件不能产生失稳【或节点?板破坏;为了保证消!能部件的《安全其连接节点和】构件:都应进行罕遇—地震作用下消—能器:引,起,的附加外荷载作用】下的截面验》算
【 子结构【梁、柱和梁柱节点在!罕遇地震作用下构】件内力值与消能【器极限阻尼力附加】。作,用,的组合应小于构【件极限承《载力
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《 ?子结:构,。的梁、柱、梁—柱节点的《极限:承载力应满足下式
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《△V*D+V*s+!VG≤V*u
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△M》*D:+M*s+M—G≤M*u
】
式中!。△V*D《、△M*D分—别,为,消能器极限》阻尼力与罕遇地【震作用下消能器产生!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);》V*s、M*s分别!为梁、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:
1【4.3?.,16 子结构【。的梁:、柱、梁《柱节点的极》限承载力验算需要依!赖结构在罕遇地震下!。的弹塑性分析此【。分,析工作量很大—且不同的分析程序】、材料采用》不同的本构关系、不!同的塑?性铰假定《等等对于《分,析结果很难有一【个,较合理的判断—为了避免子结—构的梁、《柱、:梁柱节点的极限抗】剪,承载力验算工作量】过大避免弹》塑性分析诸》多的不确定因素提出!子结构弹性分析【方法以弹性分析的】结果来验算子结构的!梁、柱、梁柱节【点的极?。限抗剪?。承载力
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14.【3.19 》 对于消能减震【混凝土?结构中的主体—结构由于消能部件附!加的阻尼比使得结】构,。的地震反应降低构】件的截面尺寸可【能会有所减小—主体结构的》抗震构造等级是根据!设,防烈度、《结构类型、房屋高】度,进行区分主体—结构应采用对应【结,构体系的计》算,。和构造措《施执行抗震构造等】级的高低体现了对】结构抗震性能要求】的严格程度为—此对:于,消能减?震混凝土结》构的主体结构抗【震构造?。等级应根据其自身】的,特点按相应的—规范和规程取值当】消能减?震结构的减震—效果比较《明显时主体结构【的构:。造措:。施可适当降低—即当满足设计要求】的消:能,减震结?构的楼层剪力小【于满足设计要求非消!能减:震结构楼《层剪力的50%【时消能减震的主体】结构的构造措施【。。可降低1度》执行
】14.3.20【 消?。能减震结构中消能】部件与结构构—。件进行连接并—且会传递给结—构构件较大》的阻尼力为了保证】结构构件《在消能部《件,附加的?外力作用下不至于】发生破?坏需要在与消—能部件连接的部位】进,行构造加强
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