双向地震作用下设置摩擦阻尼耗能框架结构地震响应分析

双向地震作用下设置摩擦阻尼耗能框架结构地震响应分析

张敏汪东卓

广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

摘要：针对双向地震作用下摩擦阻尼器在空间框架结构中的对称布置方案，其中摩擦阻尼器分别沿结构横向、纵向对称布置，分析框架结构的楼层层间最大位移角。结果表明，在对称结构中，摩擦阻尼器对称布置的两种方案，其减震效果基本相同，且减震效果较显著。

关键词：阻尼器；摩擦；框架；地震；有限元

0引言

根据传统的抗震理念设计导致了建筑结构自我调节能力较差，而耗能减震体系是在结构中增加减震装置，由减震装置和建筑结构共同耗散地震作用，并且大量的地震能量由减震装置承受，达到减轻建筑结构自身损伤的目的，以减轻结构自身的地震反应。这是积极主动的抗震对策。

对于摩擦阻尼器的减震性能，国内外做了大量的研究，吴斌等[1]对考虑几何非线性T形芯板摩擦耗能器滞回特性的分析表明：该耗能器与Pall摩擦耗能器的滞回特性完全相同，不受支撑屈曲力的影响，能保证较好的耗能能力。林治民,张子健[2]根据双板型摩擦阻尼器的结构特点,建立了使用该摩擦阻尼器的结构动力方程,探讨了摩擦阻尼器支撑刚度与结构层间刚度之间的关系对实际结构各层摩擦阻尼器滞回特性和地震时程响应的影响,提出如何改变摩擦阻尼器的支撑刚度以使各层摩擦阻尼器耗能特性最佳的解决方案。彭凌云,周锡元等人[3]提出一种具有变刚度特征的管式变摩擦阻尼器，可以使得系统具有半主动变刚度的特征:即在结构偏离平衡位置时，阻尼器的套筒提供越来越大的围束力，导致套筒和内部摩擦环之间产生越来越大的摩擦力，从而能阻止结构位移增加;OhHoonKwon等人[4]对摩擦阻尼器和调谐质量阻尼器(TMD)使用数值模拟;结果表明,TMD控制更适用于的建筑抗风；摩擦阻尼器更适合负载加速度较大的地震作用。

本文针对双向地震下在框架结构中纵横向布置对称摩擦阻尼器，从而验证对称布置的减震效果，为工程应用提供理论依据。

1摩擦阻尼器参数确定

1.1摩擦阻尼器形式

本结构采用的摩擦阻尼器为摩擦剪切耗能器，如图1所示。当框架侧移时，摩擦阻尼器上、下水平板间的滑动量与楼层层间侧移相同。

7结论

在双向地震作用下，对称结构沿纵横向对称布置阻尼器，其减震效果较好；并且对于阻尼器对称布置方案a、b(图3)，其减震效果基本相同。因此在平面对称的结构中，阻尼器可以根据建筑物的使用要求和平面布局对称布置。

参考文献

[1]吴斌,张纪刚,欧进萍.考虑几何非线性的Pall型摩擦阻尼器滞回特性分析[J].工程力学,2003,(01):21-26+47.

[2]林治民,张子健.摩擦阻尼器支撑刚度对结构耗能特征的影响[J].工业建筑,2008,(S1):520-523+516.

[3]彭凌云,周锡元,闫维明.管式变摩擦阻尼器的减振性能试验与数值模拟[J].振动与冲击,2012,(05):12-16+25.

[4]OhHoonKwon,ShinHyoungPark.ComparingtheEffectivenessofFrictionDamperandTunedMassDamperUsingNumericalSimulation[J].AppliedMechanicsandMaterials,2016,4254(835).

[5]中国建筑科学研究院.建筑抗震设计规范,GB50011-2010[S].北京:建筑工业出版社,2010.