·704· 北京科技大学学报 第36卷 表1楼层阻尼器阻尼系数与楼层层间位移 Table 1 Damping coefficient of storey dampers and inter-storey displacement 阻尼系数/ 楼层层间位移/mm 悬挂体 (kN.s-m-1) 0~1层 1~2层 2~3层 3~4层 4~5层 5-6层 6~7层 1000 2.7 2.4 1.6 1.3 0.973 0.525 5000 1.8 1.6 1.4 1.2 0.981 0.692 0.365 9000 1.6 1.5 1.4 1.3 1.0 0.750 0.412 减震效率 97% 97% 97% 97% 97% 97% 97% 1000 2.7 2.4 2.1 1.7 1.3 0.881 0.459 5000 2.0 1.9 1.6 1.4 1.1 0.729 0.374 2 9000 1.8 1.8 1.6 1.4 1.2 0.809 0.421 减震效率 97% 96% 97% 96% 97% 97% 97% 无悬挂 57.4 52.3 45.9 39.1 31.7 22.8 12.1 表2楼层阻尼器阳尼系数与楼层位移 Table 2 Damping coefficient of storey dampers and storey displacement 阻尼系数/ 楼层位移/mm 悬挂体 (kN.s.m-1) 1层 2层 3层 4层 5层 6层 7层 1000 47.3 49.7 51.6 53.3 54.5 55.3 55.7 5000 34.4 35.7 36.8 37.6 38.2 38.5 38.7 9000 31.2 32.1 32.8 33.3 33.6 33.8 33.8 1000 54.5 57.0 59.0 60.7 61.9 62.8 63.2 2 5000 41.7 42.9 43.9 44.8 45.4 45.8 46.0 9000 39.9 40.8 41.4 41.9 42.2 42.3 42.4 无悬挂 12.80 15.52 17.90 19.89 21.54 22.71 23.32 以优化取值的，各楼层的D。值也可以取不同的值进 4 计算结果分析 行优化.从图5(b)、图5(c)及图5(d)可以看出，当 从图4(a)可以看出，采用悬挂结构体系以后， D。值变小时，楼层位移、楼层速度及楼层加速度均 悬挂楼段层间位移值大幅减小；从图4(b)可以看 变小，这与对层间位移的影响规律是不同的 出，楼层位移沿结构高度分布变得均匀.当吊杆半 从图6~图8可以看出，核筒筒身截面抗弯刚 径变大时，悬挂楼段层间位移值变小，但吊杆长度 度EI对其截面内力及水平位移影响最显著.当EI 过大则会减少建筑有效利用空间，长度过小则布置 值较小时，核筒截面内力较小，但筒身位移值较大 不便可以看出当r=0.5~3m时，层间位移值已足 当筒身水平位移过大时，结构P-△效应增大，影响 够小，每个楼层的减震效率都超过90%.从图4(c) 结构稳定.因此EI不能取太小的值.从图7和图8 及图4(d)中可以看出楼层速度及加速度值也大幅 中可以看出，吊杆半径r及楼层阻尼器阻尼系数D。 减小，这对减小室内住户恐慌感及防止室内浮放物 对筒身内力值影响较小，但D。存在最优值，在前面 震损都是有利的， 己经述及. 从图6(c)、图7(c)及图8(c)中可以看出，核筒 从图5(a)中可以看出，在所考虑的楼层阻尼器 弯矩、剪力的最大值都出现在底部.因为筒身的高 阻尼系数D。范围内，其取上限值或下限值时层间位 宽比一般都比较大（远大于4），因此筒身的变形以 移都不是最小值，当D。=3000kN·s·m-时层间位 弯曲型变形为主 移沿高度分布总体趋于最小，说明阻尼系数可能存 在最优的取值，但同时还要考虑核筒截面内力的取 5结论 值，从图8中也可以看出D。值对核筒截面内力的影 (1)根据拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体 响与对悬挂楼段层间位移的影响类似，因此D。是可 系的运动方程.考虑到体系大变形的影响，用四阶北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 表 1 楼层阻尼器阻尼系数与楼层层间位移 Table 1 Damping coefficient of storey dampers and inter-storey displacement 悬挂体 阻尼系数/ ( kN·s·m － 1 ) 楼层层间位移/mm 0 ～ 1 层 1 ～ 2 层 2 ～ 3 层 3 ～ 4 层 4 ～ 5 层 5 ～ 6 层 6 ～ 7 层 1000 2. 7 2. 4 2 1. 6 1. 3 0. 973 0. 525 1 5000 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 0. 981 0. 692 0. 365 9000 1. 6 1. 5 1. 4 1. 3 1. 0 0. 750 0. 412 减震效率 97% 97% 97% 97% 97% 97% 97% 1000 2. 7 2. 4 2. 1 1. 7 1. 3 0. 881 0. 459 2 5000 2. 0 1. 9 1. 6 1. 4 1. 1 0. 729 0. 374 9000 1. 8 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 0. 809 0. 421 减震效率 97% 96% 97% 96% 97% 97% 97% 无悬挂 57. 4 52. 3 45. 9 39. 1 31. 7 22. 8 12. 1 表 2 楼层阻尼器阻尼系数与楼层位移 Table 2 Damping coefficient of storey dampers and storey displacement 悬挂体 阻尼系数/ ( kN·s·m － 1 ) 楼层位移/mm 1 层 2 层 3 层 4 层 5 层 6 层 7 层 1000 47. 3 49. 7 51. 6 53. 3 54. 5 55. 3 55. 7 1 5000 34. 4 35. 7 36. 8 37. 6 38. 2 38. 5 38. 7 9000 31. 2 32. 1 32. 8 33. 3 33. 6 33. 8 33. 8 1000 54. 5 57. 0 59. 0 60. 7 61. 9 62. 8 63. 2 2 5000 41. 7 42. 9 43. 9 44. 8 45. 4 45. 8 46. 0 9000 39. 9 40. 8 41. 4 41. 9 42. 2 42. 3 42. 4 无悬挂 12. 80 15. 52 17. 90 19. 89 21. 54 22. 71 23. 32 4 计算结果分析 从图 4( a) 可以看出，采用悬挂结构体系以后， 悬挂楼段层间位移值大幅减小; 从图 4 ( b) 可以看 出，楼层位移沿结构高度分布变得均匀． 当吊杆半 径 r 变大时，悬挂楼段层间位移值变小，但吊杆长度 过大则会减少建筑有效利用空间，长度过小则布置 不便． 可以看出当 r = 0. 5 ～ 3 m 时，层间位移值已足 够小，每个楼层的减震效率都超过 90% ． 从图 4( c) 及图 4( d) 中可以看出楼层速度及加速度值也大幅 减小，这对减小室内住户恐慌感及防止室内浮放物 震损都是有利的． 从图 5( a) 中可以看出，在所考虑的楼层阻尼器 阻尼系数 D0 范围内，其取上限值或下限值时层间位 移都不是最小值，当 D0 = 3000 kN·s·m － 1 时层间位 移沿高度分布总体趋于最小，说明阻尼系数可能存 在最优的取值，但同时还要考虑核筒截面内力的取 值，从图 8 中也可以看出 D0 值对核筒截面内力的影 响与对悬挂楼段层间位移的影响类似，因此 D0 是可 以优化取值的，各楼层的 D0 值也可以取不同的值进 行优化． 从图 5( b) 、图 5( c) 及图 5( d) 可以看出，当 D0 值变小时，楼层位移、楼层速度及楼层加速度均 变小，这与对层间位移的影响规律是不同的． 从图 6 ～ 图 8 可以看出，核筒筒身截面抗弯刚 度 EI 对其截面内力及水平位移影响最显著． 当 EI 值较小时，核筒截面内力较小，但筒身位移值较大． 当筒身水平位移过大时，结构 P － Δ 效应增大，影响 结构稳定． 因此 EI 不能取太小的值． 从图 7 和图 8 中可以看出，吊杆半径 r 及楼层阻尼器阻尼系数 D0 对筒身内力值影响较小，但 D0 存在最优值，在前面 已经述及． 从图6( c) 、图7( c) 及图8( c) 中可以看出，核筒 弯矩、剪力的最大值都出现在底部． 因为筒身的高 宽比一般都比较大( 远大于 4) ，因此筒身的变形以 弯曲型变形为主． 5 结论 ( 1) 根据拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体 系的运动方程． 考虑到体系大变形的影响，用四阶 · 407 ·