速度型阻尼器等效线性化计算方法

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消能减震结构的计算同常规结构不同。常规结构的设计,以小震弹性计算为主。而消能器属于非线性构件,在PKPM,YJK等常用小震设计软件中无法准确模拟消能器的性能。准确的模拟消能器对结构的影响需要采用具有非线性分析能力的结构分析软件,如SAP2000、Etabs、Midas、Abaqus。但是在结构的初步设计中,采用上述软件建模及计算过程较为繁琐。因此,《消能减震技术规程》(JGJ 297-2013)规定可以采用等效线性化方法模拟消能器给结构的阻尼贡献。

采用等效线性化方法进行结构消能减震设计时采用附加阻尼比的方法考虑阻尼器的滞回耗能。附加阻尼比采用《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12章中给出的方法进行计算。结构等效阻尼比指原结构的阻尼比与阻尼器贡献的附加阻尼比之和,结构等效阻尼比计算公式如下:

速度型阻尼器等效线性化计算方法

(1)Ws为消能减震建筑在水平地震作用下的总应变能,可由YJK计算楼层的楼层位移与楼层地震力计算得到。

Ws计算公式如下:

速度型阻尼器等效线性化计算方法

其中:Fi为质点i的水平地震作用标准值,Ui为质点i对应于水平地震作用标准值的位移。
(2)Wcj为第j个阻尼器在结构预期层间位移△Uj下往复循环一周所消耗的能量,可由楼层位移与阻尼器性能试验数据计算得到。

阻尼器耗能为滞回环面积,根据《消能减震技术规程》JGJ297-2013,其计算如下:

速度型阻尼器等效线性化计算方法

结构总阻尼为原结构阻尼比(如混凝土结构5%)与ξa之和。

为了便于设计人员进行设计,清华大学与北京羿射旭科技有限公司联合开发了用于消能减震结构等效线性化设计的EDStruDesign软件,该软件可以辅助设计人员进行多种类型消能器的设计。

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  • 本文由 发表于 2019年10月14日 09:35:05
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