粘弹性阻尼器控制的筒仓仓上建筑减震分析

郭 金 伟

(煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450007)



粘弹性阻尼器控制的筒仓仓上建筑减震分析

郭 金 伟

(煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450007)

根据粘弹性阻尼器的减震耗能原理，通过有限元分析软件，对钢筋混凝土筒仓仓上建筑进行了常规和增设粘弹性阻尼器的分析计算，经对比分析表明，仓上建筑增设粘弹性阻尼器后，不仅显著降低了仓上建筑的鞭梢效应，而且改善了筒仓的整体抗震性能。

筒仓仓上建筑，粘弹性阻尼器，有限元，减震效果

0 引言

工业筒仓用以贮存焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料。而在矿井及选煤厂中由于圆形筒仓容量大、流煤通畅、输出能力强、结构受力性能好、防止煤尘飞散等优点，成为常见的一种构筑物。然而由于仓上建筑一般为钢筋混凝土框架结构，其质量、刚度与支承筒壁相差很大，地震时的鞭梢效应显著，对结构不利。常规设计时《钢筋混凝土筒仓设计规范》及《构筑物抗震设计规范》都有对仓上建筑地震作用增大系数的规定，所以在地震作用下仓上建筑的结构构件尺寸及配筋率会很大。因此，如何保证仓上建筑在地震作用下的安全性、经济性，对于筒仓设计研究具有重大的现实意义。

本文通过有限元软件对一筒仓及仓上建筑进行常规和增设粘弹性阻尼器的时程分析,并对计算结果进行分析比较，以验证粘弹性阻尼器技术应用于筒仓仓上建筑的可行性。

1 工程概况与模型分析

1.1 工程概况

本工程为20 m直径圆形筒仓，支承结构高12 m，仓壁高32 m，仓上建筑为单层钢筋混凝土框架结构层高6 m。仓上建筑平面简化见图1。

工程抗震烈度为8度(0.20g)，属丙类建筑，结构重要性系数为1.0。

1.2 有限元模型与分析

由于本文主要研究粘弹性阻尼器对筒仓仓上建筑的减震性能，因此，本文仅输入EI Centro NS 1940地震波(X向)，将波的最大幅值调至相当于8度基本烈度下的加速度峰值。结构模型建立如下:

1)建立筒仓仓上建筑无阻尼器结构简化模型并求得周期、位移反应、加速度反应。

2)建立筒仓仓上建筑增设粘弹性阻尼器结构简化模型并求得周期、位移反应、加速度反应。

粘弹性阻尼器的方案布置：由于本工程为对称结构，仅在仓上建筑X向相邻两柱对角布置。

2 结果分析

2.1 周期

表1 周期对照表 s

表1给出了常规和增设粘弹性阻尼器方案下结构周期对比(前5阶振型)，从表1中可以看出，仓上建筑采用粘弹性阻尼器后的自振周期没有显著变化，说明阻尼器对结构的刚度影响不大，主要靠增加阻尼起到减震耗能作用。

2.2 位移反应

表2 筒仓顶部及仓上建筑位移反应对照表 mm

由表2可知，增设粘弹性阻尼器后的结构筒仓顶部最大位移有部分减少，而仓上建筑层间位移减少比较显著。

2.3 加速度反应

表3 筒仓顶部及仓上建筑加速度反应对照表 m/s2

由表3可以看出仓上建筑采用粘弹性阻尼器后筒仓顶部的加速度峰值有部分减小；仓上建筑顶层加速度峰值减少较多，减震效果比较显著。

3 结语

1)仓上建筑增设粘弹性阻尼器后，结构周期变化不大，即阻尼器对结构刚度影响不大。

2)仓上建筑增设粘弹性阻尼器后，筒仓顶部的最大位移及加速度峰值部分的减少，仓上建筑的层间位移及加速度峰值减少显著。

3)仓上建筑增设粘弹性阻尼器后，不仅使仓上建筑的鞭梢效应显著降低，并且使筒仓的整体抗震性能也得到部分改善。

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The seismic analysis of building above top of silos controlled by viscoelastic damper

Guo Jinwei

(Zhengzhou Design and Research Institute of Coal Industry Co., Ltd, Zhengzhou 450007, China)

In this paper, based on the principle of energy dissipation and energy dissipation of viscoelastic dampers, with finite element software for the conventional and adding viscoelastic dampers of building above top of reinforced concrete silos to finite element analysis and calculation. the results of the comparative analysis, the building above top of silo after using viscoelastic damper, not only has a significant damping effect on buildings above top of silos, but also the overall seismic performance of the silo structure is improved.

building above top of silo， viscoelastic damper, finite element, seismic effect

1009-6825(2017)12-0039-02

2017-02-15

郭金伟(1982- )，男，硕士，工程师

TU352

A