高位转换粘滞阻尼减震结构阻尼器合理阻尼系数研究

1所示，结构 楼面活载为2．0kN／m2，设计地震分组为第1组，场地 类别为Ⅱ类，设防烈度为8度，设计基本加速度0．29。 表1构件参数 Tab．1Modelparameters 芒筮驾。幽i幽J蛐l幽Jj §§!!I! 』 §§i!Q j §§鲤 J§§嫂 l §§业 J (a)转换层E部结构 图2模型1平面图 Fig．2Plansofmodel1 2．2分析结果’ 对原算例转换层以下框支结构进行修改形成模型 2，平面如图3所示。按照《高规》计算得出结构等效侧 向刚度比y。，=1．006、‰=O．97，基本能满足《高规》 要求，采用反应谱法计算结构顶点位移Y删，=15．54 mm、y枷，-13．88mm，为使结构两轴方向的阻尼比接 近，则Y．=14．66mm。由上节计算方法计算得出高位 转换粘滞阻尼减震结构框支层顶点位移为14．66mm 时，结构总阻尼比f=0．266，则需要布置粘滞阻尼器的 粘滞阻尼系数为CD=276kN·s／mm。根据计算出的 粘滞阻尼系数值，在框支层每层布置四组阻尼器，则每 个阻尼器的线性阻尼系数取140kN·s／mm。采用单斜 支撑布置形式，阻尼器布置位置如图2(b)所示。 对高位转换粘滞阻尼减震结构(模型1)和普通结 构(模型2)采用ETABS软件进行反应谱和时程分析， 时程分析采用神户波(KOBE波)和北岭波 (NORTHRIDGE波)，按规范要求凋整地震波的峰值加 速度。结构周期如表2所示，反应谱和时程分析的楼 层剪力和层间位移角如图4～图5所示。从分析结果 中可以看出，高位转换耗能减震结构的抗侧刚度明显 小于普通结构，然而高位转换耗能减震结构的楼层剪 力明显小于普通结构，减小约为50％；高位转换耗能减 震结构在转换层以下框支结构的层间位移角也能满足 规范要求的限值，与普通结构基本相同，但转换以上剪 力墙结构的层间位移角明显的小于普通结构，减小也 约为50％，可能会加大转换层附近结构层间位移的突 万方数据 第3期 曼从晓等：高位转换粘滞阻尼减麓结构阻尼器合理阻尼系数研究 变，对结构的抗震性能不利，为此，高位转换耗能减震 结构体系易同时采用位移型和速度型耗能减震装置进 行综合控制结构的地震反应，减小转换层位移突变。 亵2结构局期 Tab．2Structuralperlods 图3调整后平而圈(模喇2 Fig3Plansofnixie]2 J￡川址移mx10‘ (bl堪叫位移m 图4反麻谱分析结果 r。g4Analysisresuhsunderr∞mu⋯"rlⅢmaftlon 。≯踹恶淼(h)J；川似穆m 罔6 NORTHRIDGE波分析 FlⅡ6Anal：sisn·㈦I=；¨¨“rNORTHRIDGEwuvt·u·㈨¨ 万方数据 184 振动与冲击 2011年第30卷 3结论 本文对高位转换粘滞阻尼减震结构中粘滞阻尼器 的合理阻尼系数取值进行了研究。得出以下结论： (1)基于本文提出的高位转换粘滞阻尼减震结构 的合理粘滞阻尼系数计算方法是可行的。 (2)采用高位转换粘滞阻尼减震结构同样能达到 通过增加转换层以下框支层抗侧刚度方法(增加剪力 墙数量)来满足规范限值要求，并且采用高位转换粘滞 阻尼减震结构后结构的层剪力明显小于普通结构，结 构抗震性能得到了进一步改善。 (3)高位转换耗能减震结构体系易同时采用位移 型和速度型耗能减震装置进行综合控制方法或减少转 换层上部剪力墙的数量实现更好的地震反应控制 效果。 参考文献 [1]徐培福．复杂高层建筑结构设计[M]．北京：中国建筑工 业出版社，2005． [2]周云，吴从永，邓雪松，等．高位转换耗能减震结构新体 系[J]．工程抗震与加固改造，2006，28(5)：72—77． [3]周云，邓雪松，吴从晓．高层耗能减震结构体系概念和 实现[J]．工程抗震与加固改造，2007，29(6)：1—9． [4]吴从晓．高位转换耗能减震结构体系分析研究[D]．广 州：广州大学，2007． [5]吴从晓，周云，邓雪松，等．高位转换耗能减震结构体系 静力弹坦性分析[J]．土木工程学报，2008，41(9)： 54—59． [6]wuCongxiao，ZhouYun，DengXuesong，eta1．Analytical studyonseismicperformanceofthestructureofhigh—level transferwithenergydissipationdevices[c]．Guangzhou： ’SouthChinaUniversityofTechnologyPress．International SymposiumonInnovation＆SustainabilityofStructuresin CivilEngineering．2009：1650一1655． [7]郑久建．粘滞阻尼减震结构分析方法与设计理论研究 [D]．北京：中国建筑科学研究院，2003． [8]周云．粘滞阻尼减震结构设计[M]．武汉：武汉理工大学 出版社，2006． [9]LinYY，ChangKC．Animprovedcapacityspectrummethod forATC-40[J]．Earthquakeengineeringandstructtrrgl dynamics，2003，32：2013—2025． [Io]周云．金属耗能减震结构设计[M]．武汉：武汉理工大 学出版社，2006． [11]周云．摩擦耗能减震结构设计[M]．武汉：武汉理工大 学出版社。2006． [12]周云．粘弹性减震结构设计[M]．武汉：武汉理工大学 出版社，2006． [13]周云．耗能减震加固技术与设计方法[M]．北京：科学出 版社，2006． [14]日本隔震结构协会．被动减震结构设计·施工手册[M]． 蒋通译．北京：中国建筑工业出版社，2008． [15]翁大根，黄伟，吕西林．钢框架消能减震体系研究与工程 应用[C]／／北京：科学出版社，第一届全国防震减灾工程 学术研讨会，2005，广州． (上接第164页) 参考文献 函 耀 塔 容 图16沙漏能与内能对比示意图 Fig．16Comparisondiagramofinternalenergyandhour91assenergy 4结论 (1)根据动力学原理和Lagrange乘子约束，提出 了考虑惯性载荷的螺旋锥齿轮动态啮合分析有限元模 型，为客观、准确地分析螺旋锥齿轮的动态啮合性能提 供了必要的准备。 (2)惯性载荷对齿轮运动特性和齿面接触力的波 动幅值和频率均有显著影响：随着惯性载荷的增大，齿 面接触力的波动幅值增大，波动频率减小。 (3)惯性载荷对轮齿接触的接触区宽度、齿面接 触应力以及最大应力位置有明显影响：随着齿轮惯性 载荷的增大，接触区宽度增大，齿面接触应力增大。 [1]WilcoxL，NowellG．ImprovedFiniteElementModelforCal． culatingStressinBevelandHypoidGearTeeth[C]．AGMA 97FrM5，Nov．1997． [2]李盛鹏，方宗德．弧齿锥齿轮齿根弯曲应力分析[J]．航空 动力学报，2007，22(5)：843—848． [3]张金良，方宗德．弧齿锥齿轮齿面接触应力分析[J]．机械 科学与技术，2007，26(10)：1268—1272． [4]ArgyrisJ，FuentesA，LitvinFL．Computerizedintegrated approachfordesignandstressanalysisofspiralbevelgears [J]．Computermethodsappliedinmechanicsandengineer- iag，2002，191：1057—1095． [5]LitvinFL，VecchiatoD．Computerizeddevelopmentsinde- sign，generation，simulationofmeshing，andstressanalysis ofgeardrivesIJ I．Meccanica，2005，40：291—324． [6]RobertFH，GeorgeDB．ComparisonofExperimentaland AnalyticalToothBendingStressofAerospaceSpiralBevel Gears[R]．NASA／TM208903，1999． [7]李源，袁杰红．航空减速器准舣曲面齿轮动态啮合仿真 分析[J]．机械传动，2007，3l(5)：43—44． [8]北京理工大学ANSYS／LS—DYNA中国技术支持中心． ANSYS／LS．DYNA算法基础与使用方法[M]．北京；北京 理工大学，1999． [9]ZienkiewiczOC，TaylorK．L．TheFiniteElementMethod， FifthEdition[M]．ButterworthHeinemann．2000． [10]唐进元，曹康．含过渡曲面的弧齿锥齿轮齿面精确建模 [J]．机械科学与技术，2009，28(3)：317—321． 万方数据 高位转换粘滞阻尼减震结构阻尼器合理阻尼系数研究 作者： 吴从晓， 周云， 邓雪松， 吴从永， WU Cong-xiao， ZHOU Yun， DENG Xue-song， WU Cong-yong 作者单位： 吴从晓,周云,邓雪松,WU Cong-xiao,ZHOU Yun,DENG Xue-song(广州大学土木工程学院,广州 ,510006)， 吴从永,WU Cong-yong(广州大学建筑设计研究院,广州,510405) 刊名： 振动与冲击 英文刊名： JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK 年，卷(期)： 2011,30(3) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zdycj201103036.aspx