懸掛建筑減振體系次結構的抗側性能

申志靈　張逯見

摘 要：隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，懸梁建筑的減振體系結構在發(fā)展上也有了更高的要求，其中它的抗側性能就應該進行深入研究?；诖?，進一步研究它的動力以及靜力相關內容，在這樣的分析之下得知，隨著其懸掛次的結構在抗轉動剛度和側移剛度二者之間的比，也就是表征系數(shù)是大于10，也就是次結構的固結在懸掛端上的效果。而隨著這種懸掛次結構在質量上的變化，又會發(fā)生一系列變化，也就有懸掛結構對于低振動激勵情況下不會輕易發(fā)生共振情況，次結構在擺動位移響應的對等效懸掛上的長度變化同樣不敏感，可是，對于激振頻率卻有敏感的變化。

關鍵詞：懸掛建筑 減震體系 系結構 抗側性能 擺動位移

中圖分類號：TU352.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-02

懸掛建筑結構作為一種新型的減震結構體系，問鼎世間的時候就被建筑界廣泛關注，這樣的優(yōu)待不僅僅是因其懸掛方式上具有強烈的藝術性表現(xiàn)能力，更主要的是因其結構體系完全符合了自然傳力的相關原理，可以充分的利用這種高強材料之中的物理學，進行性能設計，用細而長的拉桿來代替以往粗大的柱子，進一步增加建筑的利用、使用率，增進結構抗風、抗震性能?？梢园押送策@種懸掛建構結構作為分析例子，在圖1之中會有顯示。

1 根據(jù)具體例子，進一步分析懸掛建筑減振體系次結構的相關內容

在建筑之中，樓層一般都是通過這種懸掛轉換層的結構進行懸掛，懸掛在其核心筒或者是巨型的框架等一些主結構上面，這種利用了質量的巨大懸梁樓層，一直最為它的次結構，真正意義上的達到用振動來控制的目標結構體系，也被叫做懸梁建筑的減振體系。它的特點就是能夠把整體建筑都設計成為一個整體的、超級的、懸掛質量調頻的阻尼系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在振動上的控制模板在圖2之中會有圖示。對于懸掛建筑的結構來說，懸掛系結構上每一個樓層在設計上都應該是一個整體，簡化成集中的質量m2，其支撐的次結構之中柱結構和連接主與次結構的這一懸掛轉換層結構就可以轉化成集中的質量m1，對于懸掛的結構和主結構二者之間應該設置一些減振的耗能裝置。

在圖2之中，有k1和c1來進一步表示它的主結構在剛度上的數(shù)據(jù)以及它的阻尼系數(shù)，在k2和c2也有相關的懸掛的次結構在總抗側剛度與阻尼系數(shù)。懸掛建筑在減振的體系與減振避震等方面的動力特性，還有很多明顯的優(yōu)點，可是也有一定的不足，應該足夠引起關注與研究，尤其是它的動力與靜力上的相關分析。

對于懸掛次結構的抗側剛度應該進行細致研究，可以進行數(shù)值假設，設懸掛的次結構在等效質量方面是m2，次結構和懸掛轉換層這二者之間擁有一定的抗轉動剛度，可以設為kr，L是次結構在等效懸掛上的具體長度，Δ與θ它們分別是次結構在側向位移和轉動方面的相關角度，Q是側向作用的作用力，在圖3之中有相關圖示，建立一個平衡的微分方程，就能夠進一步得到位移的解析解，再根據(jù)這些邊界條件進行常數(shù)的確定。

在圖3之中的懸掛結構和柱結構之間的設置上，在粘彈性的阻尼器這種彈簧剛度具體參數(shù)為kc，次結構在重力恢復剛度具體值為kG，可以用kG=m2g/L進行表示，其中KL是把次結構當成是懸臂梁進行考慮的轉動彈性的側移剛度。可以表示為。

在等式之中，i是其懸掛的次結構具體線剛度，也可以用相關公式進行表示，進一步得出懸掛的次結構在重力和吊桿臨界上的壓力之比，也就是。

根據(jù)上述的數(shù)值和具體“設據(jù)”，能夠進一步得出他的相關結果，也能夠有一個具體的預算。對于此有一個相關的了解以后就要深入懸掛次結構在側向擺動上的相關內容。

2 懸掛次結構在側向擺動上的相關內容

在進行荷載作用設計的時候，一定要經(jīng)過對這種懸掛建筑優(yōu)化設計，在它的主、次結構的響應上都能夠滿足比較合理的一個數(shù)值的為止?？墒?，因為地震作用具有隨機的特性，懸掛建筑這一結構在它的壽命期之中，有可能會超出設防的烈地震值。在這樣不利的環(huán)境下，它的主、次結構彼此在耗能減振上的裝置就有可能會全部失去其效用，整個體系在整棟頻率的參數(shù)以及阻尼參數(shù)上，都會發(fā)生非常大的變化。這個時候的懸掛次結構就會處在一種擺動的情況，位移相對來說也就比較大，很可能與柱結構之間發(fā)生碰撞的事情，所以，要針對這種結構擺動施行策略分析。

在的圖4中就是簡化的設計模型，主要是在懸掛次結構這一動力特性和質量的具體分布上來分析，為了能夠清楚的說明其問題，便于分析，對質量進行了細致的標注，這樣的平板其實是同事擺動的，當它的主、次結構之間在耗能減振這一裝置上被完全破壞之后，就會忽略了阻尼的作用，根據(jù)這樣的假定，先分析圖示，再進一步分析方程，進行精細計算。

根據(jù)上述的內容，能夠看得出，主結構對于地震波存在一定的濾波作用，所傳遞到這一懸掛轉換層的結構上面的地震波，絕大部分都是高頻分量的被濾掉了，所以，轉換層在結構上的震動就能夠簡化成諧振動。懸掛建筑在減振結構的體系之中，主與次結構之間的關系是相互制約相互轉化的，其中的一個振動較大，那么另一個就會變小，另一個較大，那反之就會較大，是一種反比例的關系。

3 結語

綜上所述，我們可以知道，關于懸掛次結構在轉動剛度的時候，增加到一定的額大小以后，在彈性抗側剛度上就會增長的比較小，也會趨于一個相對穩(wěn)定的數(shù)值，所以，次結構設計一定要滿足懸掛次結構在抗側方面的能力要求。對于主、次結構方面的動力響應來說，都應該進行優(yōu)化，設計之時要考慮它的主與次結構方面的承載能力以及經(jīng)濟要求與使用要求，掌握好地震系數(shù)。注意次結構的擺動位移在響應上對等懸掛的長度變化是不敏感的，可是，對于激振頻率的變化卻是非常的敏感的。要綜合考慮，優(yōu)化相關內容，進而促進我國懸梁建筑減振體系次結構在抗側性能方面的進一步發(fā)展。

參考文獻

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