結(jié)構(gòu)防振液流阻尼器之研發(fā)及應(yīng)用研討會(huì)ppt課件

1、結(jié)構(gòu)防振液流阻尼器之研發(fā)及應(yīng)用研討會(huì)(95.2.11)數(shù)值案例：液流阻尼器在高科技廠房的減震應(yīng)用(電子計(jì)算機(jī)於土木水利工程應(yīng)用研討會(huì),臺(tái)南,94.9.1-2)徐德修 蕭珮?lè)?李永峰 侯建元?jiǎng)倮髮W(xué) 土木系速度型阻尼器之裝置高強(qiáng)度的套筒 活塞桿及活塞片 黏滯性的液體目的：藉由內(nèi)部液體由阻尼器的一側(cè)經(jīng)過(guò)活塞片與套筒間的縫隙流至另一側(cè)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞兩側(cè)之壓力差，即為產(chǎn)生之阻尼力。 圖1 阻尼器表示圖高科技廠房個(gè)案說(shuō)明高科技廠房的模型建立 本高科技廠房為地上六層樓，地下二層樓。佔(zhàn)地面積為64.35m84.00m(約為0.54公頃)，高度為31.2m。僅就地面上樓層加以分析討論。第1、4二層樓為軟弱

2、層。圖2 廠房立面圖(x-z平面)各樓層的細(xì)部說(shuō)明:一樓高度為7.2m，樓版厚度為60cm，且配合無(wú)塵室之設(shè)計(jì)，於樓地板面計(jì)每60cm間隔的孔洞，以利通風(fēng)除塵，每個(gè)開(kāi)孔的直徑為35cm。為了分析上的方便，其中開(kāi)孔樓版以密閉樓版設(shè)定(2.4t/m3)調(diào)整為1.74t/m3。樓版所接受的活載重為1000kgf/m2，結(jié)構(gòu)模型平面如次頁(yè)圖3所示。圖3 一樓平面圖二樓高度為6.3m 。活載重為300kgf/m2 。結(jié)構(gòu)模型平面圖如右。圖4 二樓平面圖三樓高度為3.7m ?；钶d重為750kgf/m2，結(jié)構(gòu)模型平面圖如右。圖5 三樓平面圖四樓高度為7.2m，樓版厚度為60cm，且配合無(wú)塵室之設(shè)計(jì)，於樓地板

3、面計(jì)每60cm間隔的孔洞，以利通風(fēng)除塵，每個(gè)開(kāi)孔的直徑為35cm。為了分析上的方便，其中開(kāi)孔樓版以密閉樓版設(shè)定(2.4t/m3)調(diào)整為1.74t/m3。樓版所接受的活載重為1000kgf/m2。結(jié)構(gòu)模型平面如次頁(yè)圖6所示。圖6 四樓平面圖五樓高度為6.3m 。活載重為300kgf/m2，結(jié)構(gòu)平面圖如右圖所示。 圖7 五樓平面圖六樓高度為3.7m ?；钶d重為200kgf/m2，結(jié)構(gòu)模型平面圖如右。圖8 六樓平面圖高科技廠房的動(dòng)力分析檢驗(yàn) 高科技廠房的佔(zhàn)地廣闊(5405.4平方公尺),運(yùn)用的桿件數(shù)目超過(guò)400根/story,還有一些特殊的建築需求的設(shè)計(jì)(樓版),使得模型的建立仍不甚完備。依據(jù)動(dòng)力分

4、析所得結(jié)果，X方向的根本振動(dòng)週期為1.01秒，Y方向?yàn)?.7秒，符合規(guī)範(fàn)規(guī)定。阻尼器的安裝本研討對(duì)於液流阻尼器之設(shè)置，僅在結(jié)構(gòu)體的外圍柱間裝設(shè)，且搭接方式為對(duì)角配接，所運(yùn)用阻尼器之編號(hào)及對(duì)應(yīng)之阻尼係數(shù)，如下表。 液流阻尼器的編號(hào)阻尼係數(shù)(KN*s/mm2)C100100C200200表1 阻尼器編號(hào)及其係數(shù)考慮三大類型，分別建立結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行有限元素?cái)?shù)值分析: 第一類：未加裝阻尼元件之原結(jié)構(gòu) 尚未加裝任何液流阻尼器的空結(jié)構(gòu)模型，如次頁(yè)圖9所示。以便獲得原結(jié)構(gòu)在地震橫力下，所呈現(xiàn)之根本動(dòng)力反應(yīng)。 圖9第二類：針對(duì)一樣的軟弱層配置不同液流 阻尼器 探討此具軟弱層之特殊結(jié)構(gòu)，如欲增強(qiáng)其耐震才干，液流阻

5、尼器應(yīng)優(yōu)先配置之位置。因此，考慮優(yōu)先增強(qiáng)軟弱層的勁度及強(qiáng)度，以各種不同阻尼係數(shù)之液流阻尼器，分別配置在結(jié)構(gòu)體的第一樓層和第四樓層等兩種不同情形加以討論，詳見(jiàn)次頁(yè)圖10、圖11所示。 圖10 液流阻尼器配置於第一樓層圖11 液流阻尼器配置於第四樓層第三類：原結(jié)構(gòu)透過(guò)不同配置位置來(lái)加裝 液流阻尼器 透過(guò)採(cǎi)用不同的阻尼器及其配置位置，觀察其對(duì)結(jié)構(gòu)體的影響。(見(jiàn)圖12、圖13、圖14)結(jié)構(gòu)體1樓及4樓配置液阻器，如下圖圖12結(jié)構(gòu)體1、2樓皆配置液阻器，如下圖。 圖13結(jié)構(gòu)體各樓層皆配置液阻器，如下圖。圖14結(jié)構(gòu)體接受地震外力 採(cǎi)用EL Centro地震歷時(shí)作為動(dòng)力分析時(shí)之外力，作用方向?yàn)閄向。 圖15

6、分析結(jié)果 1.觀察節(jié)點(diǎn)反應(yīng)及桿件應(yīng)力： 在X-Z平面上觀察L-1格線，依次為6樓、5樓、4樓、3樓、2樓及1樓之節(jié)點(diǎn)，用來(lái)觀測(cè)節(jié)點(diǎn)最大加速度(cm/s2)。 各樓版設(shè)為rigid diaphragm(D1、D2、D3、D4、D5、D6)，觀察其形心的位移量(cm)。控制率 控制前反應(yīng) 控制後反應(yīng)=- x 100% 控制前反應(yīng)表2 配置C100在軟弱層的加速度控制率 樓層加速度 控制率(%)654321C100阻尼器在1樓17.1416.1217.8917.2316.6917.40C100阻尼器在4樓13.6912.5213.3813.8311.9512.99C100阻尼器在1、4樓19.981

7、8.8920.119.8120.1219.87表3 配置C100在軟弱層的位移控制率 樓層位移 控制率(%)654321C100阻尼器在1樓17.1316.9116.3617.1316.9917.21C100阻尼器在4樓13.1212.3213.4813.5211.1212.94C100阻尼器在1、4樓19.8119.2120.1220.0919.0119.43圖16 加速度控制率圖17 位移控制率表4 配置C200在軟弱層的加速度控制率 樓層加速度控制率(%)654321C200阻尼器在1樓19.9820.0119.5419.7918.9819.04C200阻尼器在4樓15.1214.231

8、5.3615.1214.1315.01C200阻尼器在1、4樓27.1326.2228.0128.1327.3427.91表5 配置C200在軟弱層的位移控制率 樓層位移控制率(%)654321C200阻尼器在1樓19.6719.0219.5919.7918.6718.34C200阻尼器在4樓15.0214.9314.5615.7515.0116.13C200阻尼器在1、4樓28.0226.7627.7927.9928.1228.39圖18 加速度控制率圖19 位移控制率表6 位移控制率 樓層 位移控制率(%)654321C100阻尼器在1、2樓25.1324.1225.9825.4324.1

9、325.72C100阻尼器在15樓30.1229.5630.3431.2329.1231.98表7 加速度控制率 樓層 加速度控制率(%)54321C100阻尼器在1、2樓25.8724.3225.1525.5624.1124.98C100阻尼器15 樓30.4329.3431.7630.3229.9930.13圖20 加速度控制率圖21 位移控制率 樓層 位移控制率(%)654321C200阻尼器1、2樓31.1329.1832.1930.9829.9831.91C200阻尼器在15樓35.1333.8035.1236.9435.6736.09表9 加速度控制率 樓層 加速度控制率(%)654321C200阻尼器1、2樓30.9831.2331.9433.8129.4630.12C200阻尼器在15樓35.8733.4136.2934.7834.9836.98表8 位移控制率圖22 加速度控制率圖23 位移控制率 原結(jié)構(gòu)(-)與配置C200液流阻尼器於16F(-)的加速度歷時(shí)比較圖圖24結(jié)論與建議本實(shí)例中僅採(cǎi)用阻尼係數(shù)100KN*s/mm及200KN*s/mm的液流阻尼