Simplified Analysis and Study on Moderate Earthquake Design of RC Energy Dissipation Structure

MA Zhenxiao; WEN Wenlu; GUAN Qingsong; PAN Wen; CHEN Huating

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20210301002

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Simplified Analysis and Study on Moderate Earthquake Design of RC Energy Dissipation Structure

更新时间：2025-09-25

- Simplified Analysis and Study on Moderate Earthquake Design of RC Energy Dissipation Structure
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 6, Pages: 1304-1313(2022)
- 作者机构：
  
  1.震安科技股份有限公司,云南昆明 650217
  2.昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明 650233
  3.广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室(培育),广东广州 510405
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20210301002
  CLC： TU318
- Received：01 March 2021，
  
  Revised：2021-08-23，
  
  Published：28 December 2022
- 稿件说明：
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马振霄,温文露,管庆松等.RC减震结构中震设计简化分析研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(06):1304-1313.

MA Zhenxiao,WEN Wenlu,GUAN Qingsong,et al.Simplified Analysis and Study on Moderate Earthquake Design of RC Energy Dissipation Structure[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(06):1304-1313.
马振霄,温文露,管庆松等.RC减震结构中震设计简化分析研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(06):1304-1313. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20210301002.

MA Zhenxiao,WEN Wenlu,GUAN Qingsong,et al.Simplified Analysis and Study on Moderate Earthquake Design of RC Energy Dissipation Structure[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(06):1304-1313. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20210301002.

摘要

为探究中震设计与现行小震设计在性能指标上的差异，首先分析了整体中震设计与小震设计在概念上的区别，对比了这两种理念下结构构件的内力放大情况，进而从宏观上把握不同设计方法对结构整体和构件层面的影响；其次基于加速度设计反应谱和位移设计反应谱推导了中震作用下单自由度简化体系总等效阻尼的表达式，理论分析了中震等效阻尼与结构层间位移、设防烈度、结构周期及“周期比”的关系，并进行了简单的证明；给出不同设防烈度下该简化体系的中震总等效阻尼比和刚度的速查表格，便于快速评估多层规则结构的中震阻尼和刚度需求；最后结合黏滞阻尼器（1⁃FVD）、摩擦阻尼器（2⁃FD）和软钢阻尼器（3⁃MYD）三个算例对本文提出的中震阻尼和刚度需求评估方法予以展示总结。结果表明，现行小震设计或可满足中震设计的性能要求，其中一、二级一般框架结构的柱构件基本满足中震不屈，一级底层柱满足中震弹性，一级剪力墙构件加强区剪力满足中震不屈；值得注意的是，对低设防烈度、长周期结构，中震附加阻尼比会出现负值和局部震荡现象；通过同时调整附加阻尼和结构刚度进行中震设计的策略相对合理可行；项目前期评估时可通过插值速查表格的方法初步确定附加阻尼比，进而指导减震方案。中震设计的理论分析和工程应用尚显不足，“强柱弱梁”“强剪弱弯”等基本设计原则的满足性问题有待进一步研究。

Abstract

To explore the difference in performance indexes between the medium earthquake design and the current small earthquake design， the conceptual differences between the overall moderate earthquake design and the small earthquake design are analyzed， and the internal force amplification of the structural components under the two concepts is compared firstly. Then， the influence of different design methods on the whole structure and the components is grasped from a macro perspective. Secondly， based on the acceleration design response spectrum and displacement design response spectrum， the expression of the total equivalent damping of the simplified single degree of freedom system under the action of the moderate earthquake is derived， and the relationship between the equivalent damping of the moderate earthquake and inter-layer displacement， intensity of fortification， structure period and ‘period ratio’ is theoretically analyzed， thereafter a simple proof is carried out. The quick reference table cases under different fortification intensities are given to facilitate the rapid evaluation of the damping and stiffness requirements of the regular multi-layer structure. Finally， three examples based on fluid viscous damper （1-FVD）， friction damper （2-FD） and mild steel damper （3-MYD） are utilized to demonstrate and summarize the moderate earthquake damping and stiffness demand assessment methods proposed in this paper. The results show that the current small earthquake design may meet the performance requirements of the moderate earthquake design. The column members of the first- and second-level general frame structures can basically meet the requirements of moderate earthquake design， the first-level floor column meets the moderate earthquake elasticity， and the shear force of the reinforced area of the first-level shear wall member can meet the performance requirements of the moderate earthquake design. It's worth noting that negative values and local oscillations of damping ratio will occur under the action of a moderate earthquake for low fortification intensity and long-periodic structure. By adjusting the additional damping and structural stiffness at the same time， the strategy of moderate earthquake design is relatively reasonable and feasible. The additional damping ratio can be initially determined by interpolating the reference table during the pre-project evaluation phase， thus guiding seismic energy dissipation scheme design. The theoretical analysis and engineering application of moderate earthquake design are still insufficient， and the problem of satisfying the basic design principles such as ‘strong column and weak beam’， ‘strong shear and weak bending’ needs to be further studied.

关键词

Keywords

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