剪切型阻尼器一般安装于梁与支撑的节点处,在正常使用状态下整个耗能体系不发挥作用,只有在地震作用下,阻尼器才通过塑性变形来消耗地震能量。然而,在小震作用下,目前设计的建筑物能够满足抗震设防要求,一般不需要剪切软钢阻尼器工作;在大震或偶然发生超过设防烈度的地震(因地震难以预测)作用下,需要阻尼器耗能以减小结构地震反应。这样,目前利用钢板平面外变形耗能的软钢阻尼器难以满足这种要求。为了最大程度发挥耗能体系的作用,剪切软钢阻尼器应该同时具备初始刚度大和屈服后具有良好变形耗能能力两个特点。

近年来,建筑消能减震技术已广泛应用于实际工程当中,并取得一定的效果。其中,剪切型软钢阻尼器作为一种被动耗能装置,具有构造简单、造价低廉、力学模型明确的特点,软钢屈服后在反复循环荷载作用下仍具有稳定的滞回特性。因此,本文提出利用软钢阻尼器对底层柔性结构进行减震加固,在结构的底层设置一定数量的软钢阻尼器实施被动耗能控制,通过建立结构振动方程,对一框架结构进行时程分析来研究该加固方法的减震效果。

在现代城市建筑中,大量的商场、写字楼、住宅楼等建筑由于建筑功能的需要,往往要将底层设置成层高较高的大空间结构。由于结构的底层层高增加而墙体减少,导致结构底层侧向刚度减弱,形成对抗震不利的底层柔性结构体系。在水平地震作用下,底层柔性结构的地震反应比较集中,结构底层的内力和变形均较大。当底层的水平位移不能得到有效控制时,结构在地震中将出现严重破坏,甚至会出现整体倒塌的危险。

 
在进行结构设计时,一般是通过增加结构底层刚度的措施来减小结构的层间刚度比,但由于建筑功能的限制,增加底层刚度有时是很困难的。而且底层刚度的增加会减小结构的自振周期,从而使结构吸收更多的地震能量。
 
底层柔性结构是一种普遍存在的结构体系,为了防止结构在地震作用下出现底部较大的塑性变形,在进行结构设计时应选择合理的结构方案和有效的抗震措施。传统的通过增加底层刚度的方法虽然比较有效,但有时由于建筑功能的限制,增加底层刚度很难实现。本文提出的剪切型阻尼器进行加固,通过增加底层阻尼的方法来耗散地震能量,可以达到地震作用减小的目的。通过算例分析,这种方法的减震效果比较明显,而且软钢阻尼器的构造简单,结构加国成本较低,值得进行推广使用。

剪切型阻尼器  剪切型阻尼器