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关于金属粘滞阻尼器的基本设计参数介绍

作者:hbmtza2020 发布日期:2020-03-06 09:24:51 关注次数:10

金属与粘滞阻尼器参数:在需要金属粘滞阻尼器的减震结构设计中,需要预先指定减震结构所需达到的位移减震目标,进而求出所需的附加阻尼比。消能减震结构之所以能提高建筑抗震性能,阻尼器起了关键作用。如何比较准确的评估阻尼器的减震作用,这是减震结构设计首要问题。在减震结构设计中,引入附加阻尼比,可以在新的减震设计和传统抗震的结构设计之间建立一座相互连通的桥梁。这样就能有效地利用传统抗震设计方法解决减震设计中的新问题,一般的结构工程师就可以参与到减震结构设计中来。减震结构在PKPM中进行配筋设计时,可以根据附加阻尼比来考虑阻尼器的作用,从而确定减震后的地震作用,减震效果通过减震前后的结构位移、结构地震力来体现,进而反应到结构最终的施工图设计中。根据《抗规》消能减震结构的总阻尼比应为结构阻尼比和消能部件附加给结构的有效阻尼比的总和。本工程主体结构采用PKPM进行计算,首先估算出当结构达到目标位移值时,所需的总阻尼比,再用总阻尼比减去结构阻尼比,就是结构所需的附加阻尼比。

金属粘滞阻尼器参数主要涉及两个:阻尼系数和阻尼指数。阻尼系数一定的情况下,阻尼指数越小,阻尼器越容易被激励,耗能足够大,出力却足够小;阻尼指数一定的情况下,阻尼系数值越大,则金属粘滞阻尼器出力吨数越大,耗能增大的情况下,对与之相连的结构消能部件的要求也越高。根据阻尼器生产工艺可知:阻尼指数越小,耗能越充分,生产工艺越难,技术含量越高,当然造价也越高;阻尼系数值越大,出力吨位越大,造价也相应增大,而且对结构要求也越高。因此在确定阻尼参数时,要根据结构工程的特点来确定。一般而言,阻尼系数根据结构特点和工程造价确定,而阻尼指数应尽量小,即在保证耗能足够大的情况下,出力吨数足够小,这样既保证了结构附加阻尼比,又不会对结构造成太大的额外受力负担。本文所述的实际工程采用a=0.15的阻尼器,此参数下的金属粘滞阻尼器,能在耗能和造价上相对平衡。再结合厂家提供的信息,最终确定的消能器类型、阻尼系数、阻尼指数、最大出力、最大速度、最大行程、滞回稳定性等性能指标如表3.1所示:

粘滞流体阻尼器的基本设计参数

确定金属粘滞阻尼器主要是指确定阻尼器参数、型式,确定阻尼器的数量和布置位置。由于阻尼器的安装型式多种多样,相同的阻尼器如果安装型式不同,则阻尼器发挥的效用不同。对角斜撑式的阻尼器,由于其位移有所折减,速度自然也随之折减,而对于速度相关型的金属粘滞阻尼器的效用当然就被降低了;而对于上下肘型斜撑阻尼器,其位移会比层间位移大,但是由于构造复杂,施工难度大,而不适用于普遍工程;还有K型斜撑阻尼器,其位移和层间位移相同,其效用被充分利用,但构造仍属复杂。

因此综合而言,既要充分利用阻尼器,又要构造简单,施工方便,所以本工程选用了一种新的阻尼器安装型式,即悬臂墙式,这种安装形式下,阻尼器位移与楼层层间位移相同,速度直接等于结构层间速度,而且施工方便,可与梁柱同时浇筑而成,此型式平衡了施工和设计双重效果,因此本工程采用此种方式进行设计和分析。


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