钢支撑混凝土框架结构减震改造.pdf

2012年第11卷第3期产业与科技论坛2012.（11）.3Industrial 阻尼器; 耗能; 减震设计【作者简介】 贾大焕( 1984 ～ ) ， 女， 河南人; 中国核电工程公司郑州分公司民用建筑设计研究所助理工程师鲍永健( 1985 ～ ) ， 男， 安徽人; 中国核电工程公司郑州分公司民用建筑设计研究所助理工程师粘弹性阻尼器是由粘弹性材料与约束钢板交替叠合而成的典型的被动减震装置， 以其性能优良、 安装简单、 造价低廉和不会使受控结构系统发生不稳定等优点具有广泛的工程应用前景［1 ～3 ］粘弹性阻尼器一般设在有较大相对变形处， 粘弹性材料产生剪切滞回变形， 耗散结构的振动能量， 减小结构的振动响应， 从而产生减震效果本文将粘弹性阻尼器通过附加支撑的形式作为钢支撑混凝土框架结构的耗能减震改造设计方案， 从层间位移角、 结构能量分配、 结构位移时程响应、 加速度时程响应等方面， 对比分析未设置阻尼器、设置阻尼器工况下结构的地震响应分析结果表明: 粘弹性阻尼器可提高结构的整体抗震性能， 有效地降低结构的地震响应一、 粘弹性阻尼器力学模型目前已提出了多种粘弹性阻尼器的力学模型， 而每个模型有各自不同的适用条件。

本文采用基于等效刚度和等效阻尼的 Kelvin 模型［4 ］来模拟粘弹性阻尼器， 该模型体现了粘弹性装置的瞬态弹性响应， 能很好地反映其蠕变和松弛现象， 概念清晰、 简单适用如图 1 所示， 该模型由一个线性弹簧单元和线性阻尼单元并联而成， 其恢复力 可以表示为:f = ceu + keu( 1)图 1Kelvin 模型式中，u 、 u 分别为阻尼器的相对位移和相对速度; c e和 ke分别为粘弹性阻尼器的等效阻尼系数和等效刚度系数; 可按下式计算:ce=nv·G2·Av ω·hv， ke=nv·G1·Av hv， η =G2 G1其中， G1、 G2分别剪切储能模量和剪切损耗模量; A v、 hv分别为粘弹性材料的剪切层面积和厚度; nv为粘弹性层层数; ω 为主体结构第一阶阵型的圆频率; η 为损耗因子， 用来衡量粘弹性材料的耗能能力二、 粘弹性阻尼器减震结构的动力方程和耗能原理在地震作用下， 粘弹性阻尼器减震结构体系的运动方程可以写成:Mü( t)+ ( C + Ce)u( t)+ ( K + Ke) u( t)= － MLüg( t)( 2)式中， M、 C 和 K 分别为主体结构的质量、 阻尼和刚度矩阵; L 为单位列向量; ü( t) 、u( t) 和 u( t) 分别为主体结构的加速度、 速度和位移向量; üg( t) 为地面加速度向量; Ce、 Ke分别为粘弹性阻尼器的附加阻尼和刚度矩阵。

粘弹性阻尼器减震结构中， 粘弹性阻尼器耗能装置为结构提供较大的耗能机制地震作用下， 粘弹性阻尼器在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态， 大量消耗输入结构的震动能量， 有效地衰减结构的地震响应对比传统抗震结构， 阻尼器减震结构在地震中的能量方程［5 ］为:Ein= Ee+ Ec+ Ek+ Eh+ Ed( 3)式中， Ein为地震输入结构的能量; Ek为结构的动能; Ec 为结构本身的阻尼耗能; Ee、 Eh分别为结构的弹性应变能和滞回耗能; Ed为粘弹性阻尼器耗能装置提供的额外阻尼器耗能三、 粘弹性阻尼器工程应用( 一) 工程概况苏州某厂房减震改造项目分为东、 西两个独立的抗震单元， 考虑为钢支撑混凝土框架体系， 共 3 层，总高度 7． 7m +6． 8m +7． 8m =22． 1m结构所在地区抗震设防烈度为 6 度( 第一组) ， 建筑场地类别为 II 类， 结构整体阻尼比为 0． 05由于原结构使用功能转变( 由厂房改为大型超市) ， 按业主要求， 设置粘弹性阻尼器后， 结构应能抵抗 7 度多遇地震本文仅研究分析东主房的粘弹性阻尼器减震改造设计， 东主房模型结构及阻尼器耗能减震支撑布置如图 2所示。

·77·产业与科技论坛2012年第11卷第3期2012.（11）.3Industrial 设置阻尼器后， 各层层间位移角接近于 1/1350， 均满足层间位移角限值图 5为地震作用下粘弹性阻尼器减震结构的地震能量分配关系图［7 ］从图 5 可知， 粘弹性阻尼器耗能承担约地震输入结构能量的63%， 结构本身弹性应变能占地震输入能量的 35%左右粘弹性阻尼器能有效耗散地震输入结构的能量， 使结构处于弹性状态图 4模型结构的层间位移角图 535gal EL Centro 波作用下模型结构的能量分配关系图 635gal EL Centro 波作用下模型结构的地震位移响应图 735gal EL Centro 波作用下模型结构的地震加速度响应图 6 为35gal EL Centro 波作用下模型结构减震前后顶层位移时程响应对比图从图 6 可知， 35gal EL Centro 波作用下， 未设置阻尼器时， 原结构的顶层位移峰值为 0． 0272m; 设·87·2012年第11卷第3期产业与科技论坛2012.（11）.3Industrial 质谱法; 食品检测【作者简介】 蒯霞， 江苏省宝应县疾病预防控制中心助理工程师目前通过立法来禁止或限制在食用性动物养殖中使用同化激素， 但由于利益驱动， 在世界范围内同化激素仍在被大量滥用。

国外有关组织、 血、 尿中 ASs 残留检测的文献报道较多， 多集中在分析屠宰现场采集的高浓度靶组织或活体动物的尿液用于 ASs 检测的方法主要有气相色谱 － 质谱法、 气相色谱 － 质谱联用法、 高效液相色谱法等我国于 20世纪 90 年代起开始禁止将甾类同化激素 ASs 用于促生长目的， 并开始相关的监测工作但目前在国内尚没有成熟的针对动物肌肉中甾类同化激素残留检测的确证方法本文通过对 ASs 多残留测定的研究探讨， 建立了不同动物肌肉中甾类同化激素多残留的 GC － MS 测定方法一、 实验部分 ( 一) 仪器与试剂Agilent 6890N 型气相色谱—Agilent5973N 型质谱联用仪带适配水浴超声波发生装置; 刀头( IKAT18) 的匀质器; 旋转蒸发仪; 离心机; 12 通道半自动固相萃取装置; 氮气浓缩仪和 Milli － Q 去离子水发生器同化激素标置阻尼器后， 顶层位移峰值减为 0． 0162m， 减幅达到 40． 44%; 参照数据得一、 二层位移响应峰值分别减幅 28． 77% 和27． 40%， 此处不赘述图 7 为 35gal EL Centro 波作用下模型结构减震前后的顶层地震加速度时程响应对比图。

从图 7可知， 35gal EL Centro 波作用下， 未设置阻尼器时， 原结构的顶层加速度峰值为 0． 8422m/s2; 设置阻尼器后， 顶层加速度峰值减为 0． 7252 m/s2， 减幅达到 13． 90%; 一、 二层加速度响应峰值分别减幅为 15． 21%和 14． 17%综上可知， 粘弹性阻尼器的加入使结构的位移响应和加速度响应都得到了有效地降低四、 结语本文将粘弹性阻尼器通过耗能减震支撑的形式用于苏州市嘉业地产苏纶厂的减震改造项目中， 以上分析结果反映了粘弹性阻尼器可有效地提高结构的抗震性能， 降低结构地震响应， 达到耗能减震效果主要结论如下: ( 1) 苏州市嘉业地产苏纶厂减震项目中的东主房， 在未设置粘弹性阻尼器的耗能支撑时， 结构本身的层间位移角超出抗震规范的层间位移角限值; ( 2) 设置了粘弹性阻尼器支撑后， 在 7 度多遇地震作用下， 结构处于弹性工作状态， 结构顶层位移响应减幅达 40． 44%， 加速度顶层响应减幅 13． 90%; ( 3) 通过经济分析比较， 扣除粘弹性阻尼器、 连接构件、 安装施工等的费用， 可节省结构改造加固造价的 9%左右参考文献】1. Zhang R H， Soong T T． Seismic design of viscoelastic dampersfor structural applications［ J］ ． Journal of Structure Engineering，ASCE， 1992， 118( 5) : 1375 ～13922. Shuk la A K，Datta T K． Optimal use of viscoelastic dampersin building frames for seismic force［ J］ ． Journal of Structure En-gineering，ASCE， 1999， 125( 4) : 401 ～4093. 徐赵东． ( 铅) 粘弹性阻尼结构的试验与研究［D］ ． 西安，西安建筑科技大学， 2001， 6 ～10 4. 周光泉，刘孝敏． 粘弹性理论［ M］ ． 合肥: 中国科学技术大学出版社， 1996 5. 周云，周福霖． 耗能减震体系的能量设计方法［J］ ． 世界地震工程． 1997， 13( 4) : 7 ～12 6. 建筑抗震设计规范( GB50011 － 2001) ［S］ ． 北京: 中国建筑工业出版社， 2001 7. Uang C M，Bertero V V． Evaluation of Seismic Energy inStructures，Supplemented with a Graphic Processor VIEW2D，User＇s Guide［R］ ． Report No． CEER/R83 － 03，Control ForEarthquake Engineering Response，Taiwan， 1994·97·。