筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部摩擦連接消能減震體系的研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采用筒中筒結(jié)構(gòu)體系的高層建筑越來越多。在地震作用下，筒中筒結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)筒底部易產(chǎn)生塑性破壞，頂部側(cè)移也較大。本文提出了筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部摩擦連接消能減震體系，對其減震機(jī)理和抗震性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了以下主要成果。
　　 (1)提出了筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部摩擦連接減震體系的構(gòu)造形式。通過設(shè)置內(nèi)柱和板縫使內(nèi)筒和外框筒成為相對獨(dú)立的子結(jié)構(gòu)，各自獨(dú)立地承受豎向荷載；用摩擦阻尼系統(tǒng)連接內(nèi)筒和外框筒，利用二者之間的相對運(yùn)動帶動摩

2、擦阻尼器滯回運(yùn)動，耗散地震能量。該結(jié)構(gòu)體系能有效減少結(jié)構(gòu)底部剪力，控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，提高結(jié)構(gòu)在中震、大震時的抗震性能。
　　 (2)研究了摩擦阻尼器的起滑力對該減震體系的消能減震效果的影響，及最優(yōu)起滑力的確定方法。在不同強(qiáng)度的地震作用下，起滑力在較寬范圍內(nèi)變化時，均可使結(jié)構(gòu)基底剪力較??；在該范圍內(nèi)逐步增大起滑力，能顯著減小結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。內(nèi)筒和外框筒動力特性的差異是建立內(nèi)部摩擦連接減震體系的前提。本文研究表明，在合理的取值范圍

3、內(nèi)采用較小的剛度特征值，提高內(nèi)筒剛度，既能保證筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)力體系，又能使該減震體系具有更好的消能減震效果。
　　 (3)設(shè)計(jì)了用于連接內(nèi)筒和外框筒的雙剪型螺栓消能節(jié)點(diǎn)--摩擦滑移連接裝置。該裝置能滿足內(nèi)筒和外框筒沿平面內(nèi)任意方向發(fā)生相對運(yùn)動的需要，具有足夠的強(qiáng)度以傳遞內(nèi)筒和外框筒的相互作用力，協(xié)調(diào)內(nèi)筒和外框筒的共同工作，并能產(chǎn)生穩(wěn)定的阻尼力。研究了該裝置的構(gòu)造、耗能原理和滯回運(yùn)動過程，建立了合理的恢復(fù)力模型和簡化分析

4、模型。
　　 (4)對一棟40層的鋼筋混凝土高層建筑，進(jìn)行了筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部摩擦連接消能減震體系的設(shè)計(jì)研究。經(jīng)過合理的減震設(shè)計(jì)優(yōu)化，在中震作用下，減震體系的基底剪力比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減小36％，外框筒頂層側(cè)向位移減小18％，內(nèi)筒頂層側(cè)向位移減小19％；在大震作用下，外框筒頂層側(cè)向位移減小26％，內(nèi)筒頂層側(cè)向位移減小24％。
　　 在不影響建筑物外觀和使用功能的前提下，筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部摩擦連接消能減震體系以較小的代價為結(jié)構(gòu)設(shè)置一道抗震