[00653286]高层建筑结构抗震控制技术及工程应用

项目所属科学技术领域：土木建筑科学技术。主要技术内容：建筑物在地震作用下易受到严重破坏，基于提高结构自身强度的抗震设计方法，不易满足结构安全性的要求。该课题针对高层建筑结构抗震减灾的一些技术难题，开发了新型的耗能减震装置，并从减震装置试验、结构减震设计方法及地震输入振动台试验等方面，对高层建筑结构的抗震性能进行了研究，针对粘滞阻尼减震装置提出了工程应用的减震设计方法，发明了粘滞阻尼器的套索式连接安装方式，在保证建筑物主体结构安全性的同时，提升了建筑物的抗震防灾能力，降低了建筑成本，研究成果具有重要的工程意义和实际应用价值。主要技术创新点：1.开发了新型的摩擦耗能减震装置，试验研究了减震装置的静、动态性能，确定了影响减震装置工作性能的因素，建立了新型摩擦耗能装置的设计步骤和方法，开展了安装新型摩擦耗能减震装置的钢框架结构振动台性能试验，提升了结构的抗震性能。2.提出了基于液体粘滞阻尼器的消能减震结构的实用设计方法和实施方案，可以快速确定阻尼器的参数和布置数量，成功应用于多座钢筋混凝土高层建筑的减震设计中。3.提出了消能减震结构基于液体粘滞阻尼器的降度设计方法和流程，发明了粘滞阻尼器的套索式连接安装方式，保证主体结构安全性的同时，降低了建筑结构的造价。技术经济指标：开发的新型摩擦耗能器对于不同幅值的外部激励均具有稳定的耗能性能，同时易于与主体建筑结构连接安装，相比普通摩擦阻尼器，提出的新型摩擦阻尼器能够很好地解决摩擦阻尼器在进行减震控制时摩擦力不可改变的问题，能够充分发挥阻尼器的性能，耗散更多输入到建筑物的地震能量，提升了建筑主体结构的安全，保护了地震时的生命财产安全。由于阻尼器的价格与阻尼力和个数有关，因此在减振效果相同的情况下，使用该项目提出的技术方案，优化了粘滞阻尼器的参数和数量，减少实际应用中的阻尼器数量，并能充分发挥粘滞阻尼器的减震作用，从而降低了消能减震结构的成本，社会、经济效益明显。建筑物在地震作用下发生侧移振动时，对角连接的阻尼器斜撑伸长或缩短迫使阻尼器产生拉伸或压缩，从而产生与结构位移反向的斜向阻尼力，采用传统的连接方式时，阻尼器的最大行程有限，不能充分发挥阻尼器的耗能性能，从而提高了减震成本。发明的新型粘滞阻尼器连接系统，在相同的减振情况下，能够将阻尼器的行程加以充分利用，增大阻尼器输出的阻尼力，提高了减震效果。应用推广及效益情况：该项目研究成果在北京七星摩根广场A座写字楼、武汉保利文化广场工程中得到推广应用，节省工程费用，实现直接经济效益675.8万元。在《振动与冲击》等国内外核心刊物上发表论文4篇，出版专著1本，授权专利1项，培养硕士研究生5人。推动科技进步的作用：研究成果有利于提升建筑结构的抗震减灾能力，促进消能减震结构的发展，成果对国民经济具有较大的理论意义和工程价值，可以为消能减震结构的进一步完善提供示范和理论依据。