建筑結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計與案例

第1章消能減震結(jié)構(gòu)的概念與應(yīng)用

1．1基本概念

1．2工程實例

1．2．1國外工程案例

1．2．2國內(nèi)工程案例

參考文獻

第2章消能減震結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理

2．1基本力學(xué)原理

2．2位移相關(guān)型消能器

2．3速度相關(guān)型消能器

參考文獻

第3章消能器的構(gòu)造與力學(xué)模型

3．1消能器的分類

3．2消能器的構(gòu)造和力學(xué)模型

3．2．1黏滯消能器

3．2．2黏彈性消能器

3．2．3軟鋼剪切消能器

3．2．4金屬彎曲消能器

3．2．5屈曲約束支撐

3．2．6鉛消能器

3．2．7摩擦消能器

3．2．8其他消能器

參考文獻

第4章消能器的技術(shù)要求與實驗

4．1消能器的技術(shù)要求

4．1．1一般要求

4．1．2黏滯消能器

4．1．3黏彈性消能器

4．1．4金屬消能器

4．1．5屈曲約束支撐

4．1．6摩擦消能器

4．2消能器的性能實驗

4.2.1黏滯消能器性能實驗

4.2.2黏彈性消能器性能實驗

4．2．3軟鋼剪切消能器性能實驗

4．2．4履帶式消能器性能實驗

4．2．5屈曲約束支撐性能實驗

參考文獻

第5章消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

5．1性能目標和基本原則

5．2消能器的選擇

5．3消能器的布置與連接

5．4消能減震結(jié)構(gòu)分析與附加阻尼比計算

5．4．1消能器對結(jié)構(gòu)的影響

5．4．2振型分解法

5．4．3能量法

5．4．4消能減震結(jié)構(gòu)分析方法

5．5主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

5．6消能減震結(jié)構(gòu)的實用設(shè)計方法

5．7結(jié)構(gòu)分析軟件與工具

5．7．1PKPM系列軟件

5．7．2EDStruDesign程序

5．7．3ETABS

5．7．4SAP 2000

5．7．5MIDAS/GEN

5．7．6ABAQUS

參考文獻

第6章消能減震部件的連接與構(gòu)造

6．1連接與節(jié)點的一般要求

6．2常見連接與節(jié)點形式

6．3連接設(shè)計計算

6．3．1提取連接設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)

6．3．2消能器與連接板的連接計算

6．3．3連接板與預(yù)埋板的連接計算

6．3．4預(yù)埋板與主體結(jié)構(gòu)的連接計算

6．3．5節(jié)點施工圖

6．4構(gòu)造要求

參考文獻

第7章黏滯消能器消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計案例

7．1一般設(shè)計流程

7．2工程概況

7．2．1項目背景

7．2．2結(jié)構(gòu)概況

7．3結(jié)構(gòu)模型

7．4輸入地震動評價

7．5基于能量法的減震效果評價

7．5．1消能減震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)

7．5．2消能減震方案的效果評價

7．6基于時程分析法的減震效果評價

7．6．1設(shè)置消能器前后層剪力對比

7．6．2設(shè)置消能器前后層間位移角對比

7．6．3設(shè)置消能器前后樓層加速度對比

7．6．4結(jié)構(gòu)能量時程

7．6．5減震結(jié)構(gòu)附加阻尼比分析

7．6．6罕遇地震作用下消能減震結(jié)構(gòu)的彈塑性時程分析

7．7小結(jié)

參考文獻

第8章黏彈性消能器消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計案例

8．1一般設(shè)計流程

8．2工程概要

8．2．1工程簡介

8．2．2設(shè)計基本指標

8．3設(shè)計依據(jù)

8．3．1設(shè)計規(guī)范

8．3．2結(jié)構(gòu)分析軟件

8．4分析模型的建立

8．5輸入地震動評價

8．5．1設(shè)計地震動

8．5．2設(shè)計地震動響應(yīng)評價

8．6多遇地震下結(jié)構(gòu)消能減震分析

8．6．1減震方案的選取

8．6．2黏彈性消能器設(shè)計參數(shù)

8．6．3多遇地震作用下非線性時程分析

8．7基于性能的抗震評估

8．7．1多遇地震下的分析結(jié)果

8．7．2基本烈度地震下的分析結(jié)果

8．7．3罕遇地震下的分析結(jié)果

8．7．4罕遇地震下Pushover分析

8．8小結(jié)

參考文獻

第9章金屬屈服消能器消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計案例

9．1一般設(shè)計流程

9．2工程簡介

9．2．1項目背景

9．2．2結(jié)構(gòu)概況

9．2．3軟鋼屈服消能器特性

9．2．4軟鋼消能器初步設(shè)計

9．2．5動力時程分析模型

9．2．6動力時程分析結(jié)果

9．3小結(jié)

參考文獻

第10章屈曲約束支撐消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計案例

10．1一般設(shè)計流程

10．2工程概要

10．2．1項目背景

10．2．2結(jié)構(gòu)概況

10．3小震設(shè)計

10．4大震分析

10．4．1方案比選

10．4．2結(jié)構(gòu)模型

10．4．3輸入地震動評價

10．4．4方案優(yōu)化

10．4．5抗倒塌性能對比

10．5小結(jié)

參考文獻

第11章消能減震結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法與案例

11．1結(jié)構(gòu)彈塑性分析的目的和意義

11．2一般設(shè)計流程

11．3工程概況

11．4設(shè)計信息

11．5動力彈塑性分析方法

11．5．1分析軟件

11．5．2非線性性質(zhì)

11．5．3材料本構(gòu)

11．5．4受壓與受拉損傷因子與混凝土拉壓應(yīng)變應(yīng)力關(guān)系

11．6動力彈塑性分析結(jié)果

11．6．1模型檢驗

11．6．2結(jié)構(gòu)變形

11．6．3剪力墻損傷

11．6．4主框架性能

11．6．5消能器性能

11．7小結(jié)

參考文獻

第12章結(jié)語

附錄A黏滯流體消能器選型表

附錄B黏彈性阻尼器（TRC）選型表

附錄C軟鋼剪切消能器選型表

附錄D履帶消能器選型表

附錄EUBB選型表

附錄FABAQUS后處理C 程序2100433B

汶川地震以后，消能減震結(jié)構(gòu)在建筑工程領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，越來越多的設(shè)計人員意識到消能減震技術(shù)的重要性，但苦于沒有詳細介紹消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的書籍。《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》（JGJ 297—2013）已于2013年12月1日實施，筆者作為該規(guī)程編制組成員之一，在多年研究和工程實踐的基礎(chǔ)上，推出這部建筑消能減震設(shè)計方法的書籍，希望對廣大工程設(shè)計人員有所幫助。

2008年“5·12”汶川地震后，消能減震技術(shù)日益得到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的關(guān)注?！督ㄖ軠p震技術(shù)規(guī)程》(JGJ 297—2013)于2013年12月1日起實施?？梢灶A(yù)見消能減震技術(shù)將在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。

為了幫助廣大設(shè)計人員了解并掌握建筑結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計方法，本書結(jié)合工程案例對建筑消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細介紹。本書共分為12章，第1章介紹消能減震結(jié)構(gòu)的概念與發(fā)展，第2章介紹消能減震結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理，第3章介紹消能器的構(gòu)造和力學(xué)模型，第4章介紹消能器的技術(shù)要求和實驗，第5章介紹消能減震結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計，第6章介紹消能部件的連接與構(gòu)造，第7~10章分別介紹采用黏滯消能器、黏彈性消能器、金屬屈服消能器和屈曲約束支撐的消能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計案例，第11章介紹消能減震結(jié)構(gòu)彈塑性分析案例，第12章對消能減震技術(shù)進行了簡要總結(jié)和展望。

北京羿射旭科技有限公司的孫江波完成了本書的附錄A~E的編寫，清華大學(xué)的張鈺和劉繼新完成了本書的文字編輯和校對工作,北京羿射旭科技有限公司的張立成、徐昌巖和姚嗣成為本書的編寫提供了大量照片和文字素材。在此對他們的付出表示衷心的感謝。

本書的完成得到了以下項目的支持：國家自然科學(xué)基金項目，國家十二五科技支撐項目，清華大學(xué)自主科研計劃，在此也表示衷心的感謝。

由于筆者水平所限，且成書時間倉促，本書難免存在疏漏之處，敬請讀者予以諒解和指導(dǎo)。

作者2014年1月于清華園

《建筑結(jié)構(gòu)CAD:PKPM應(yīng)用與設(shè)計案例》為高等學(xué)校土建類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材之一。