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基于粘滞阻尼器对框剪结构的消能减震分析——以海南某框剪项目设计为例
摘要
框剪结构在地震活动中常常会出现勾选现象，给结构造成巨大损失，因此，在框剪结构中增加粘滞阻尼器是一种有效的消能减震措施。本文以海南某框剪项目为例，对其进行消能减震分析。首先，根据工程实际情况对结构进行建模和模拟，利用ETABS软件进行有、无粘滞阻尼器的动力时程分析，并以位移、加速度、剪力等参数对其进行对比分析和评价。分析结果表明，在相同的地震作用下，增加粘滞阻尼器可以有效地减小结构的动力响应，具有良好的减震效果。
关键词：框剪结构；粘滞阻尼器；消能减震
Abstract
Thehookingphenomenonoftenoccursinframe-shearstructures,whichcauseshugelossestothestructureduringseismicactivities.Therefore,addingviscousdamperstoframe-shearstructuresisaneffectivemeasureforenergydissipationandseismicreduction.Inthispaper,takingaframe-shearprojectinHainanasanexample,theenergydissipationandseismicreductionanalysisoftheprojectarecarriedout.Firstly,accordingtotheactualsituationoftheproject,thestructureismodeledandsimulated,andthedynamictimehistoryanalysiswithandwithoutviscousdampersiscarriedoutbyusingETABSsoftware,andthedisplacement,acceleration,shearforceandotherparametersareusedforcomparativeanalysisandevaluation.Theanalysisresultsshowthatunderthesameseismicaction,increasingviscousdamperscaneffectivelyreducethedynamicresponseofthestructureandhavegoodseismicreductioneffect.
Keywords:frame-shearstructure;viscousdamper;energydissipationandseismicreduction
引言
由于地震的作用，建筑结构往往会发生剪力墙的勾选现象，导致结构的严重破坏。因此，如何有效地减小地震带来的损失并保护建筑结构的安全成为了当今结构设计中急需解决的问题。随着减震技术的发展，粘滞阻尼器经常被用于框剪结构中，以此在地震中起到良好的消能减震效果。
本文以海南某框剪项目为例，运用ETABS软件对结构进行消能减震分析。首先，建立模型进行有、无粘滞阻尼器的动力响应分析；其次，运用位移、加速度和剪力等参数进行对比分析；最后，评价消能减震效果。
模型建立
该项目为一栋地上22层、地下2层，总高80m的框剪结构。结构采用混凝土框架和剪力墙的混合结构，其中剪力墙分别设置在北、南两面，框架设置在东、西两面。结构布局图如图1所示。
图1结构布局图
在建模期间，需要将结构分解为有限元模型。对于剪力墙，可以采用壳单元来模拟，而框架可以用框架单元来模拟。同时，为了更准确地模拟结构的动态响应，考虑了结构的多自由度形式，包括横向和竖向的加速度和位移。模型的几何参数和材料参数如表1所示。
表1模型参数
模型参数值
总高度（m）80
地震参数0.26g
柱截面尺寸（m）1.0×1.0
梁截面尺寸（m）0.5×1.0
剪力墙厚度（m）0.4
剪力墙高度（m）32
框架柱截面尺寸（m）0.5×1.0
框架梁截面尺寸（m）0.5×1.0
混凝土等级C50
受力钢筋等级HRB335
消能减震分析
在消能减震分析中，采集结构的动力响应数据，以评估结构的抗震性能。这些数据包括结构的位移、加速度、剪力等，可以为结构设计和优化提供有价值的信息。
消能减震分析首先进行了无粘滞阻尼器的动力响应分析，得到结构的响应结果如图2所示。
图2无粘滞阻尼器的动态感应曲线
从图2中可以看出，结构的峰值位移、加速度和剪力较大，在地震中容易出现勾选现象，对结构的安全造成威胁。
因此，考虑增加粘滞阻尼器进行消能减震分析。在消能减震分析中，通过控制粘滞阻尼器的压力，来实现结构的消能减震。粘滞阻尼器的压力会将结构中的动能转化