速度相关型阻尼器在既有建筑中的抗震加固应用研究

摘要

2016年我国对《建筑抗震设计规范》进行修订后，部分地区的抗震设防烈度有所提高，对于抗震烈度提高了的地区的已有建筑物，已不能满足现有的设防要求，对于这部分建筑予以全部拆除重建，明显是不可行的，所以对这部分建筑进行鉴定、加固满足设防要求后再继续使用成为解决该类建筑问题的主要途径。传统加固方法以“硬抗”为基本原理，不够经济合理，而且不具备自我调节能力。基于传统加固方法的局限性，消能减震的理念被国内外学者引入到结构抗震加固中来，并对此进行了大量的研究，我国最新版《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中也引入了有关消能减震的内容，粘滞阻尼器与粘弹性阻尼器作为典型的速度相关型阻尼器，具有广泛的应用前景。故而，本文对粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器在既有建筑中减震加固的应用进行分析与研究，主要内容如下： （1）对粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器的研究现状与应用进行了详细介绍，并对粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器的基本原理、构造分类以及力学模型进行了深入了解，简要介绍结构计算分析方法。 （2）采用SAP2000有限元分析软件，以某9层既有建筑为研究对象，建立三维实体模型，通过SAP2000与盈建科模型对比验证SAP2000建模的可靠性，并选取了满足规范要求的三条地震波对原结构进行时程分析，结果表明抗震烈度提高后结构的层间位移角已超出了规范限值。 （3）计算所需附加的有效阻尼比，并根据附加阻尼比确定阻尼器的参数以及数量；根据阻尼器布置原则，设计了两种加固方案：方案一，各楼层均匀布置阻尼器；方案二，采用权系数法布置阻尼器，并进行时程分析比较。 （4）分析结果表明，粘滞阻尼器与粘弹性阻尼器均能有效降低结构地震反应，提高结构抗震性能。方案一对结构薄弱层的控制效果较差，加固后的部分层间位移角仍然不能满足规范要求。方案二对顶点位移、层间剪力、结构薄弱层、地震能量耗散以及塑性铰屈服程度的控制效果优于方案一，方案二加固后结构的层间位移角沿层高分布趋于均匀，且均满足规范要求。表明采用权系数法布置阻尼器，可以充分的发挥阻尼器的作用，更加经济合理。 （5）采用粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器加固设计的结构附加阻尼比均为7%，但由于粘弹性阻尼器为结构附加阻尼的同时也为结构附加刚度，粘弹性阻尼器对结构的控制效果要明显优于粘滞阻尼器，在大震作用下结构的层间位移角近似于一条直线，没有明显的薄弱层。

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