[发明专利]一种基于广义剪切速度的粘滞阻尼器布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种基于广义剪切速度的粘滞阻尼器布置方法。

背景技术

现如今，世界超高层高度不断提高，内部结构日趋复杂，给结构工程师带来了巨大的挑战，超高层建筑抗震设计问题亟待解决。随着耗能减震装置在工程中运用的逐渐广泛，粘滞阻尼器因其耗能效果好、受环境影响低、使用年限长等特点，正成为抗震设计中重要发展方向。粘滞阻尼器耗能机制是当流体通过空隙时产生粘滞阻尼力，进而耗散地震作用，提供附加阻尼比，降低结构的地震作用反应。

目前，粘滞阻尼器的布置方式主要是根据工程经验以及通用的布置原则。例如布置在层间位移角较大处。这种布置方式存在一定的缺点，首先，在超高层建筑中结构极为复杂，而要想找到相对较优的布置方式，需要花费大量的时间。其次，超高层建筑结构变形主要由水平荷载控制，水平荷载下在结构高区的层间位移以弯曲变形为主，而剪切变形较小，变形形式为弯剪型。而位移角对用来反应以剪切变形为主的剪切型结构层间变形较为合理。再次，粘滞阻尼器是速度相关型的耗能器，通过层间位移来判断粘滞阻尼器的布置方式也是欠妥当的。

目前有学者提出了广义剪切变形的概念，来更好地反应弯剪型结构的受力特征。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种计算效率高、优化效果好、操作简便的基于广义剪切速度的粘滞阻尼器布置方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于广义剪切速度的粘滞阻尼器布置方法，该方法包括以下步骤：

(1)筛选结构中适于布置粘滞阻尼器的区格；

(2)采用非线性时程法或动力弹塑性时程法对结构进行分析，计算步骤(1)筛选出的区格中任意两节点的速度，包括各步长下的水平速度及竖向速度；

(3)根据如下公式计算出区格各步长下的广义剪切速度：

α=ΔU.L-ΔV.H]]>

式中，为区格中A、B两节点水平速度差，为区格中A、B两节点竖向速度差，L为区格竖向高度，H为区格的水平长度；

对每个区格所有时间点的广义剪切速度取绝对值的平均值，获得各区格的平均广义剪切速度；

(4)将所有区格按照平均广义剪切速度大小进行排序；

(5)根据所期望的阻尼器布置效果，按照广义剪切速度的大小顺序布置粘滞阻尼器。

所述的粘滞阻尼器的布置形式包括斜向型、人字型、剪刀型或套索型。

所述的粘滞阻尼器布置在结构的加强层。

所述的阻尼器布置效果包括附加阻尼比和结构响应。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明针对广义剪切速度与粘滞阻尼器的耗能之间的联系，根据区格的广义剪切速度大小布置粘滞阻尼器，本发明方法具有工程应用的可操作性，更好地满足工程建筑发展需要；

2、本发明采用非线性时程方法计算结构区格的广义剪切速度，来判断动力分析下粘滞阻尼器的耗能情况，则能较快找到粘滞阻尼器布置的最优位置，节省运算时间，提高设计效率。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明实施例1中某10层框架的三维模型图；

图3为本发明实施例1中某10层框架的平面布置图；

图4为本发明实施例1中区格剪切速度计算取点示意图；

图5为本发明实施例1中10层框架结构区格平均广义剪切速度；

图6为本发明实施例1中粘滞阻尼器布置形式；

图7为本发明实施例2中2轴环带桁架立面图；

图8为本发明实施例2中粘滞阻尼器布置形式；

图9为本发明实施例2中某地震波下的最大层间位移角。

具体实施方式