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摘要：本文以云南安宁某学校汽车实训教学综合楼为例，结合建筑的使用功能和抗震要求，采用摩擦型阻尼器进行消能减震设计。利用MIDAS GEN软件对结构进行了多遇地震作用下的动力弹性时程分析和罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。分析结果表明，合理地布置摩擦型阻尼器，能够显著提高结构的抗震性能。
关键词：框架-剪力墙结构；摩擦型阻尼器；消能减震设计；弹塑性时程分析
1工程概况
云南安宁某学校汽车实训教学综合楼（图1），分为主楼和裙楼两个单体，本文选取综合楼主楼部分进行消能减震分析研究。综合楼主楼地上14层，地下1层，结构计算高度69.3m，结构形式为框架-剪力墙结构。本工程抗震设防烈度为8度（0.2g），设计地震分组为第三组，场地土类别为Ⅱ类，结构嵌固于地下室顶板，框架及剪力墙抗震等级均为一级。
3模型的建立
结构的减震分析通常需在大型有限元软件中实现。本工程根据建立的YJK模型，导出结构的MIDAS GEN模型。如图2所示。
根据表2~表4可知，用于本工程分析计算的MIDAS GEN有限元模型与YJK模型在各方面的差异很小，MIDAS GEN有限元模型能够反映结构的基本特性，是相对准确的。
4.多遇地震作用下的弹性时程分析
为验证阻尼器的工作情况，以及计算反应谱法的附加阻尼比，选取七条地震波对结构进行动力弹性时程分析（主体结构为弹性模型，阻尼器为弹塑性模型）。七条地震波包括两条人工地震波和五条天然地震波，地震波的选取符合Ⅱ类场地及场地特征周期0.45秒的要求，七条波对应的平均地震影响系数曲线在结构主要周期点上均与反应谱法所采用的地震影响系数曲线接近，两个结构单元前三周期误差均小于20%，满足规范规定的统计意义上相符的要求。
4.1多遇地震作用下的弹性时程分析结果
表5 弹性时程分析基底剪力统计
附加阻尼比的计算结果表明，七条地震波在结构两个方向上计算得到的附加阻尼比平均值均大于目标附加阻尼比，均满足既定的附加阻尼比目标。
5罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析
为进一步验证本工程消能减震结构在大震下的性能，消能器的工作情况，采用MIDAS GEN软件进行了罕遇地震作用的动力弹塑性时程分析。选用的地震波与多遇地震弹性时程分析时所采用的地震波一致。
表7 罕遇地震弹塑性时程分析结果统计
根据表7，结构X、Y向最大弹塑性层间位移角分别为1/186、1/186，结构层间位移角均满足规范要求，且有一定余量，都达到并超过既定的减震目标。说明本消能减震结构抗震性能良好，体现了消能减震结构的优势。
6 结论
基于弹性时程分析和弹塑性时程分析，本工程分别分析了X向和Y向地震作用时的结构响应，并得出以下结论：在多遇地震作用下，摩擦性阻尼器能够提供刚度，增加2%的附加阻尼比，能够优化结构的梁柱断面，更好的满足建筑功能的要求，同时降低主体结构的造价；在罕遇地震作用下，结构X向、Y向最大弹塑性层间位移角分别为1/186、1/186，满足规范要求，且有一定余量，能够显著的提高结构的抗震性能。
参考文献：
[1]GB5001-2010建筑抗震设计规范（2016年版）[S]
[2]建筑结构抗震设计[M].李国强，李杰，苏小卒.中国建筑工业出版社，2008.
[3]昆明某高层建筑消能减震设计[J].周云，卢德辉，龚晨，吴从晓，张超.建筑结构.2019（07）
论文作者:郑健,袁斌
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
标签：结构论文; 地震波论文; 塑性论文; 阻尼论文; 弹性论文; 模型论文; 综合楼论文; 《防护工程》2019年12期论文;