附加器
左中括号引言左中括

消能减震设计指在房屋结构中设置消能器,通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼,以消耗输入结构的地震能量,达到预期防震减震要求。确定消能减震结构消能器的附加阻尼比是消能减震设计的重要工作之一。

左中括号附加有效阻尼比计算公式

左中括号

消能器附加给主体结构的有效阻尼比,计算方法通常有如下两种:

1)规范一周能量比法(《建筑结构抗震规范》第12.3.4条及《建筑消能减震技术规程》第6.3.2条):

(1)其中:

—第j个消能部件在结构预期层间位下往复循环一周所消耗的能量;

—设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。

2)时程累积耗能比法:(2)其中:

—消能减震结构消能器时程累积耗能;

—消能减震结构主体结构初始阻尼累积耗能;

—消能减震结构主体结构初始阻尼比。

对于两种附加阻尼比计算方法,SAUSAGE非线性往期文章都已经进行了详细的讨论,这里不再赘述,现将基本结论罗列如下:

可见,两种附加有效阻尼比的计算公式,都存在一定问题。如何将附加有效阻尼比的计算结果更加准确的用于主体结构设计,是工程师需要考虑的问题。左中括号结构设计中的“实际”阻尼比左中括号

在实际减震设计中,不仅应考虑理论计算公式与实际情况间存在的问题,还应考虑真实结构与计算模型等效之间存在的误差。

《云南省建筑消能减震设计与审查技术导则》第4.1.9条中指出,“设计中应考虑消能器性能偏差、连接安全缺陷等的不利影响,在附加阻尼比取用时应留有安全储备。在进行主结构设计时,实际采用的附加阻尼比不宜高于计算值的80%。”

最近发布的上海《建筑消能减震及隔震技术标准》第6.3.2条中,同时考虑了附加有效阻尼比公式存在的问题和实际结构装配的影响,分别对规范算法和时程累积耗能比法进行了修正。(3)

其中:

—有效阻尼比折减系数,一般取0.7。

(4)

其中:

—有效阻尼比折减系数,一般取0.9;

—消能减震结构附加有效阻尼比时程最大值,宜在输入时程峰值较大的有效持续时间段内选取,即在时程增长激烈的时段内考察。

可见,将根据公式得到的消能器附加有效阻尼比应用到主体结构设计时,对计算结果进行适当的折减,是减震设计中不可或缺的一步。

左中括号SAUSAGE中附加阻尼比左中括号SAUSAGE软件提供了两种消能器附加阻尼比算法:基于非线性时程结果的规范算法和累积耗能比算法。

用户可以根据软件提供的计算结果,通过适当的折减得到最终用于设计的附加有效阻尼比。需要注意的是,SAUSAGE中根据时程累积耗能比法计算的附加阻尼比,默认采用最终时刻的能量进行比较,具体选取原则可在我们往期文章讨论中得到。当然,SAUSAGE支持导出能量曲线,因此可以得到任何时刻的基于累积耗能比的附加阻尼比时程曲线。

—End—来源:SAUSAGE非线性,作者:邱海。

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关于减震技术

《减震技术》杂志由广州大学周云教授联合《建筑结构》杂志社于年5月共同创立,并邀请周福霖院士担任编委会主任,任庆英、周云和王学东担任副主任委员。内容涵盖防震减灾的技术发展趋势、减隔震结构研究、工程设计案例、软件开发应用、产品资讯、行业规范等,由《建筑结构》杂志社出版,欢迎来稿!

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