建筑結構消能減震設計與案例前言

2008年“5·12”汶川地震后，消能減震技術日益得到建筑結構設計人員的關注?！督ㄖ軠p震技術規(guī)程》(JGJ 297—2013)于2013年12月1日起實施?？梢灶A見消能減震技術將在建筑結構中得到廣泛應用。

為了幫助廣大設計人員了解并掌握建筑結構消能減震設計方法，本書結合工程案例對建筑消能減震結構設計的關鍵技術進行了詳細介紹。本書共分為12章，第1章介紹消能減震結構的概念與發(fā)展，第2章介紹消能減震結構的力學原理，第3章介紹消能器的構造和力學模型，第4章介紹消能器的技術要求和實驗，第5章介紹消能減震結構的分析與設計，第6章介紹消能部件的連接與構造，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構設計案例，第11章介紹消能減震結構彈塑性分析案例，第12章對消能減震技術進行了簡要總結和展望。

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：國家自然科學基金項目，國家十二五科技支撐項目，清華大學自主科研計劃，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。

作者2014年1月于清華園

第1章消能減震結構的概念與應用

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章消能減震結構的力學原理

2．1基本力學原理

2．2位移相關型消能器

2．3速度相關型消能器

參考文獻

第3章消能器的構造與力學模型

3．1消能器的分類

3．2消能器的構造和力學模型

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章消能器的技術要求與實驗

4．1消能器的技術要求

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章消能減震結構設計方法

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消能減震結構分析與附加阻尼比計算

5．4．1消能器對結構的影響

5．4．2振型分解法

5．4．3能量法

5．4．4消能減震結構分析方法

5．5主體結構設計

5．6消能減震結構的實用設計方法

5．7結構分析軟件與工具

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連接設計計算

6．3．1提取連接設計相關數(shù)據(jù)

6．3．2消能器與連接板的連接計算

6．3．3連接板與預埋板的連接計算

6．3．4預埋板與主體結構的連接計算

6．3．5節(jié)點施工圖

6．4構造要求

參考文獻

第7章黏滯消能器消能減震結構設計案例

7．1一般設計流程

7．2工程概況

7．2．1項目背景

7．2．2結構概況

7．3結構模型

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消能減震結構的地震反應

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設置消能器前后層剪力對比

7．6．2設置消能器前后層間位移角對比

7．6．3設置消能器前后樓層加速度對比

7．6．4結構能量時程

7．6．5減震結構附加阻尼比分析

7．6．6罕遇地震作用下消能減震結構的彈塑性時程分析

7．7小結

參考文獻

第8章黏彈性消能器消能減震結構設計案例

8．1一般設計流程

8．2工程概要

8．2．1工程簡介

8．2．2設計基本指標

8．3設計依據(jù)

8．3．1設計規(guī)范

8．3．2結構分析軟件

8．4分析模型的建立

8．5輸入地震動評價

8．5．1設計地震動

8．5．2設計地震動響應評價

8．6多遇地震下結構消能減震分析

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果

8．7．2基本烈度地震下的分析結果

8．7．3罕遇地震下的分析結果

8．7．4罕遇地震下Pushover分析

8．8小結

參考文獻

第9章金屬屈服消能器消能減震結構設計案例

9．1一般設計流程

9．2工程簡介

9．2．1項目背景

9．2．2結構概況

9．2．3軟鋼屈服消能器特性

9．2．4軟鋼消能器初步設計

9．2．5動力時程分析模型

9．2．6動力時程分析結果

9．3小結

參考文獻

第10章屈曲約束支撐消能減震結構設計案例

10．1一般設計流程

10．2工程概要

10．2．1項目背景

10．2．2結構概況

10．3小震設計

10．4大震分析

10．4．1方案比選

10．4．2結構模型

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

參考文獻

第11章消能減震結構彈塑性分析方法與案例

11．1結構彈塑性分析的目的和意義

11．2一般設計流程

11．3工程概況

11．4設計信息

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

11．5．4受壓與受拉損傷因子與混凝土拉壓應變應力關系

11．6動力彈塑性分析結果

11．6．1模型檢驗

11．6．2結構變形

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

參考文獻

第12章結語

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，消能減震結構在建筑工程領域得到大量的應用，越來越多的設計人員意識到消能減震技術的重要性，但苦于沒有詳細介紹消能減震結構設計方法的書籍。《建筑消能減震技術規(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上，推出這部建筑消能減震設計方法的書籍，希望對廣大工程設計人員有所幫助。

《建筑結構CAD:PKPM應用與設計案例》為高等學校土建類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材之一。