伸臂结构减震性能提升研究进展.docx

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伸臂结构减震性能提升研究进展

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张静雯?周宇翔

摘要：框架-核心筒结构作为高层及超高层建筑结构的主要形式，其抗震需求随着建筑结构高度的增加而提高。在提升框架-核心筒结构的抗震需求方面，伸臂结构及消能伸臂结构具有显著的优势。设置传统伸臂可减少结构侧移，提高结构抗震性能;消能伸臂通过安装在核心筒和外框柱之间的黏滞阻尼器有效耗散结构振动能量，实现伸臂体系减震性能的提升;新型消能伸臂体系通过引入惯容或负刚度元件可进一步提高黏滞阻尼器耗能能力，实现体系减震性能的大幅提升，进而保证结构和居民生命财产安全。

关键词：消能伸臂;减震性能;惯容;负刚度

：TU973.31;TU352.1：A：1003-5168（2021）34-00-04

ResearchProgressonSeismicMitigationPerformanceImprovementof

OutriggerStructure

ZHANGJingwenZHOUYuxiang

（SchoolofCivilEngineeringandTransportationNorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，ZhengzhouHenan450045）

Abstract：Frame-coretubestructureasthemainformofhigh-riseandsuperhigh-risebuildings，itsseismicde-mandincreaseswiththeheightofthestructure.Intermsofpromotingseismicdemandofframe-coretubestructures，theoutriggerstructureanddampedoutriggerstructurehaveobviousadvantages.Settingthetraditionaloutriggercanreducethestructurallateraldisplacementandimprovetheseismicperformanceofthestructure.Thedampedoutrig-gercandissipatevibrationenergybyinstallingviscousdampersbetweenthecoretubeandtheperimetercolumn，soastoreformeffectivelytheseismicperformance.Introducingtheinerterornegativestiffnesselementcanfurtherim-provetheenergydissipationcapacityoftheviscousdamper，realizethesignificantimprovementofseismicmitigationoftheoutriggersystem，andensurethesafetyofthestructureandthelifeandpropertyofresidents.

Keywords：dampedoutrigger;seismicperformance;inerter;negativestiffness

1伸臂结构特点及其发展

社会经济的快速发展和人口数量的急剧增长，在一定程度上促使了高层及超高层结构的出现和发展。框架-核心筒体系是目前超高层结构常用的结构体系[1]。超高层结构高宽比较大，不利于其抵抗地震及风荷载等水平荷载作用，而外框架柱和核心筒之间的变形差会随着结构高度和结构高宽比的增加而增大。通过在外框架柱和核心筒之间设置伸臂加强层，可减小结构整体侧向位移及核心筒底部弯矩[2]。其主要工作机制为：在结构受到侧向荷载作用时，核心筒的弯曲变形会导致伸臂部分的转动，进而引起两侧外框柱的拉伸和压缩;由于受到外框柱的牵制作用，伸臂会产生抵抗弯矩进而减小结构变形。自1962年BARKACKI教授首次提出伸臂加强层的概念并成功将其运用于实际工程后[3]，各国学者陆续开展了相关理论研究。TARANATH提出了带有加强层的框架-核心筒结构的平面简化分析模型，并基于此模型得到了结构在风荷载作用下的最优伸臂位置[4];袁兴隆、张誉基于刚性伸臂的假定，根據伸臂与外框柱的变