本文摘要：摘要以海口某图书馆为例阐述减震技术在高烈度区图书馆项目上的应用，采用Perform3D软件对该项目进行小震弹性时程和罕遇地震弹塑性分析，并进行了有控结构和无控结构的对比。小震下，黏滞阻尼器为结构提供不小于5%的附加阻尼比，位移角和楼层剪力得到明显改善
摘要以海口某图书馆为例阐述减震技术在高烈度区图书馆项目上的应用，采用Perform3D软件对该项目进行小震弹性时程和罕遇地震弹塑性分析，并进行了有控结构和无控结构的对比。小震下，黏滞阻尼器为结构提供不小于5%的附加阻尼比，位移角和楼层剪力得到明显改善;罕遇地震下，相比于无控结构，有控结构的结构损伤明显减轻，结构的耗能能力显著提高。
关键词高烈度，减震技术，图书馆，有控结构
0引言
图书馆是文献资料的展示平台和聚集地，在历史的长河中扮演着引领文明前进的重要角色，尤其是著名高校的图书馆，其社会贡献早已超越了其本身价值。随着社会的发展，图书馆的意义越来越重大，图书馆的安全问题也越来越受到重视。影响图书馆安全的原因有多种，如火灾、地震、战争等，其中地震所带来灾难是非常巨大的。1994年费尔南多谷地震⑴、日本3.11地震[2]，1999年的台湾地震⑶、唐山地震⑷、汶川地震⑸等地震给相应地区的图书馆带来惨重的损失。
我国是地震频发地带，尤其是高烈度地区，如四川、云南、海南、山东等。与其他建筑不同的是，图书馆的荷载大，设计时其可变荷载组合值系数、楼面活荷载均明显大于一般建筑。质量越大，地震作用越大，这也是导致地震作用下图书馆损伤严重的一个原因。经大量试验和项目案例表明，减隔震技术可以有效地降低地震作用保护主体结构，减轻结构损伤3〕。以海南某图书馆为例阐述减震技术在图书馆项目上的应用，分别介绍了小震和罕遇地震下阻尼器的作用，并进行了有控结构和无控结构的对比，为后续类似工程项目提供借鉴。
1工程概况
本工程位于海口市海南师范大学新校区，为该校区的标志性建筑物，抗震设防烈度为8(0.3g)，地震分组:第一组。场地类别：II类。地上五层，地下一层，结构高度23.2m.采用现浇框架结构，长约135叫宽约83m结构高宽比较小，结构自身刚度较大且对称均匀，但为保护图书馆设备与藏书，且框架结构无多道抗震防线，耗散地震能量的渠道少，因此，采用了以提供结构附加阻尼、不增加结构刚度的速度型阻尼器-黏滞阻尼器的消能减震方案，增加结构的耗能能力，降低地震时结构的损伤水平。
1.1减震方案
该项目采用中黏滞阻尼器，从1~5层共布置阻尼器95个，典型楼层阻尼器的布置位置，是黏滞阻尼器相关的技术参数。
2黏滞阻尼的模拟
Perform3D中黏滞阻尼器由FluidDamper和ElasticBar串联而成(图3)。其中FluidDamper用于模拟其黏滞特性，ElasticBar模拟其刚度。文献[12]和[13]中分别建议黏滞阻尼器的刚度取100-200倍和102~10°倍阻尼系数，本文取100倍阻尼系数。
3小震作用下弹性分析
3.1阻尼器出力情况
可知滞回曲线饱满，耗能能力强。小震作用下，阻尼器的出力主要集中于400-500kN。
3.2附加阻尼比计算
3.2.1规范法
采用规范法®山进行附加阻尼比计算。
3.2.2能量比值法
结构的能量包含动能、势能、固有阻尼耗能、阻尼器耗能。固有阻尼耗能来源于设定的阻尼比(5%)，阻尼器耗能源于阻尼器的滞回耗能，根据阻尼器耗能与固有阻尼耗能之间的关系计算阻尼器的附加阻尼比。式中:&为附加阻尼比;Ec为固有阻尼耗能;d，为阻尼器耗能送为结构设计阻尼比。该项目中由黏滞阻尼器所提供的附加阻尼比，取两种计算方法的包络值，取5%。
4罕遇地震下弹塑性分析
采用Perform3D软件对该项目进行罕遇地震下动力弹塑性分析。
4.1附加阻尼比计算
不同的地震波下，附加阻尼比不一致，三条波的X和y方向阻尼比最小值分别为3.54%和3.84%，相比于小震下阻尼比计算结果，罕遇地震下的附加阻尼比呈现减小的趋势。
4.2结构位移角和顶点位移
x和y方向最大的楼层位移角分别为1/115和1/91，远小于1/50的规范限值，最大楼层位移角主要集中在4~6层，这是因为3层以上结构变成多个单体，其刚度偏弱。X和y方向最大的楼层位移分别为162mm和189mm，由该曲线趋势可判断，罕遇地震下结构出现一定的损伤，但损伤较轻。
4.3结构损伤
少数柱子出现屈服，框架柱的塑性钱主要出现在首层柱底和顶层的柱顶，其他各层柱的柱顶和柱底有少量塑性较，损伤机制合理;部分梁进入屈服，梁较数量多于柱较，符合强柱弱梁的抗震设计要求。
4.4阻尼器出力情况
滞回曲线饱满，耗能能力强。大震作用下，阻尼器的出力主要集中于600-700kN。
5结论
针对该项目进行了减震设计，可得到以下结论：(1)小震下，黏滞阻尼器为结构提供5%的附加阻尼比，位移角和楼层剪力得到明显改善。(2)罕遇地震下，黏滞阻尼器为结构提供的阻尼比略有降低，结构x和y方向的最大位移角分别为1/115和1/91，远小于1/50的规范限值，少数柱子出现屈服，框架柱的塑性較主要出现在首层柱底和顶层的柱顶，其他各层柱的柱顶和柱底有少量塑性较，损伤机制合理;部分梁进入屈服，梁较数量多于柱较，符合强柱弱梁的抗震设计要求。(3)相比于无控结构，有控结构的位移角、楼层剪力以及结构损伤均得到明显改善，由于阻尼器的耗能，大大减小结构构件本身的耗能，达到了较好的减震效果。
参考文献
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