粘弹性阻尼器对框架结构地震响应的影响分析

在框架结构中设置粘弹性阻尼器,可以增大结构的阻尼,抑制结构的振动,从而达到减震目的.本文根据粘弹性阻尼器的工作原理,利用ETABS有限元软件分析了粘弹性阻尼器布置方式不同的钢筋混凝土框架结构的地震响应,得到了不同布置方式的粘弹性阻尼器对框架结构减震效果的影响,并确定了合理的布置方式.     

填充墙对空间框架非线性地震反应特征的影响

填充墙对钢筋混凝土框架结构的震害有明显影响,已有研究侧重于分析填充墙竖向不规则布置对结构的不利影响。在规则、对称钢筋混凝土典型空间框架的基础上,设计了8种包括平面、竖向不规则在内的填充墙布置方式。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型模拟柱的双偏压非线性特征,采用等效对角斜支撑压杆模拟填充墙,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,布置方式合理的填充墙可以有效减小空间框架的地震反应;填充墙沿竖向不规则布置将明显加大框架的地震反应,并容易在填充墙减少或取消的楼层形成"层侧移"反应特征;各楼层具有相同的填充墙平面不规则布置方式,能在一定程度上减小框架的地震反应,但会引起塑性变形在未布置填充墙的局部平面位置集中;填充墙平面、竖向布置均不规则,仍将导致塑性变形集在局部楼层集中,由填充墙竖向不规则所导致的塑性变形集中效应会明显超过平面不规则布置对框架非线性地震反应的不利影响。     

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。     

T形芯板摩擦阻尼器在高层钢框架结构振动控制中的研究

在结构上附加耗能减震装置是结构被动控制的一种。T型摩擦阻尼器作为一种新型摩擦耗能装置,因其在结构中减震时受到的影响参数少,所以被广泛用来结构的减震隔震。本文通过对在高层钢框架结构中配置T形芯板摩擦阻尼器,在罕见地震作用下的动力分析,并应用SAP2000软件对比分析得到框架结构的位移、内力响应差异,验证了T形芯板摩擦型阻尼器在对高层钢框架结构具有很好的耗能减震效果。     

设置F-Ved建筑结构空间协同工作控制研究

根据粘弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自的特点，提出一种新型粘弹性－摩擦阻尼器（F－Ved）耗能装置，推导了粘弹性－摩擦阻尼器和人字型支撑的阻合层间单元刚度矩阵和控制力向量；并基于框架结构的空间特性，建立了设置（F－Ved）框架结构在考虑空间协同分析的基础上地震反应时程分析的控制方法，应用此方法，对设置F－Ved的钢筋混凝土框架结构进行了在罕遇地震和多遇地震作用下的时程分析，并根据计算结果与其减震效果进行了分析讨论。     

粘弹性阻尼器混凝土框架结构消能减震分析

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置,本文介绍了粘弹性阻尼器的构造样式及组成材料,建立三种不同阻尼器形式的框架结构,阐述消能支撑的减震工作原理,以时程分析法对装有三种不同形式粘弹性阻尼器框架结构的地震反应进行了分析,对比了中心支撑、偏心支撑与纯框架结构的顶点位移及加速度等.结果表明:设置粘弹性阻尼器中心支撑的混凝土框架结构消能减震效果明显.     

巨型框架主框架梁均匀布置动力时程分析

巨型框架结构由于具有良好的建筑适用性和潜在的高效结构性能,正越来越受到建筑工程的广泛应用。文章运用有限元软件SAP2000,对随着主框架梁数量增加而均匀布置的几种巨型框架结构进行线性时程分析,比较几种巨型框架结构的抗震动力响应。计算结果表明,当巨型梁数量增加并均匀布置时结构周期减小,楼层侧移减小,但楼层剪力会增大,巨型梁布置增大了结构刚度,因此结构设计时应合理布置巨型梁,从而增强结构抗震性能。     

设置非线性粘滞阻尼耗能框架结构地震反应分析

根据增量形式状态方程直接积分法,分析非线性粘滞阻尼器对框架结构减震的影响规律,以及阻尼器在结构中的经济布置和该结构地震作用等.本文以10层钢筋混凝土框架结构为研究对象,分析非线性粘滞阻尼器参数C、α对结构地震响应影响,并与有限元软件SAP2000分析结果对比,表明设置非线性粘滞阻尼器后,各楼层位移及层间最大位移角均较相应抗震结构显著减小,由此提出阻尼器在各楼层中经济布置实用方法,并分析各楼层的地震作用,表明该作用均较抗震结构相应值明显减小.     

阻尼器在框架结构中的优化布置策略

基于基础隔震体系的动力特性提出将阻尼器安装在框架结构底部楼层的优化布置策略。首先通过计算场地特征频率ω与减震结构底部隔震层固有频率ωn的比值初步确定结构底部安装阻尼器的楼层数;随后针对减震结构层间位移容许值,通过几次简单的试算即可最终确定所需的阻尼器数量及其安装位置。采用Etabs和Perform-3D两种分析软件,选取2条实际强震纪录和1条人工模拟的加速度时程曲线对一栋10层的减震结构进行了弹性和弹塑性时程分析,表明在底部楼层安装阻尼器的减震结构具备与基础隔震体系类似的动力特性。     

高压输电塔的摩擦耗能减震控制

采用被动摩擦阻尼器研究了输电塔在强烈地震作用下的减震控制问题.采用多自由度模型建立了输电导线的动力分析模型.针对输电塔线体系的平面内振动和平面外振动分别建立了安装有被动摩擦阻尼器的塔线耦联体系的动力分析模型和动力分析方法.结果表明,摩擦阻尼器是一种形式简单、具有较好耗能能力的控制装置,可以有效地减小高压输电塔的地震反应.     

超限高层框架结构采用粘滞消能减震支撑的抗震性能分析

针对采用粘滞消能减震支撑的超限高层框架结构抗震性能的复杂性,为了提高超限高层的抗震性能,对天津市某高校超限图书馆结构设计中结构选型、消能减震支撑的选择和布置进行反应谱和非线性时程的分析计算.分析结果表明消能减震支撑能有效地提高结构的抗震性能;粘滞阻尼器的数量不能决定消耗能量的多少,只有合理布置,才能更好地提高结构的抗震性能.     

位移相关摩擦阻尼基础隔震结构地震分析

采用Bouc-Wen滞回模型和库仑摩擦模型来模拟铅芯橡胶隔震垫和摩擦阻尼器的力学模型,建立了位移相关摩擦阻尼隔震结构运动方程.数值分析表明,在常规强震激励下,位移相关摩擦阻尼能减少隔震层位移,但会增加上部结构的层间位移和加速度反应;而在脉冲型近场地震激励下则不仅能显著降低隔震层位移,同时对上部结构的地震响应也有一定的减震效果.参数分析对位移相关摩擦阻尼器的三个主要设计参数的合理选取给出了建议.     

基于能量原理的粘弹性阻尼器优化布置

对于粘弹性阻尼器的布置优化,传统的搜索法计算效率较低.本文针对该问题提出了一种适用于初步设计的简单优化方法.首先从能量守恒的角度出发建立地震输入能量与阻尼器耗散能量之间的关系,并结合单自由度体系地震能量反应谱和阻尼器的滞回耗能特性,估算减震结构所需安装阻尼器的总数.然后以阻尼器总耗能最大作为优化目标,根据多自由度体系运动方程,推导出阻尼器在减震结构各层布置数量与结构振型间的关系,从而得出阻尼器优化布置方案.最后结合算例将本文方法与搜索法计算结果进行对比分析.结果表明本文方法能在保证一定计算精度的情况下显著地提高计算效率.     

设置线性磁流变可控阻尼框架结构的半主动控制分析

为研究框架结构地震反应,采用磁流变阻尼器对其进行半主动控制分析.首先使用控制理论建立能同时控制位移、速度和加速度的主动控制方程,并推导了最优控制力,通过算例探讨了框架结构位移、速度和加速度的权函数;然后对设置可控阻尼器的10层框架结构进行地震反应半主动控制分析,研究了结构位移、速度和加速度等地震响应,由此分析可控阻尼器最大和最小阻尼系数对半主动控制的影响.结果表明:应考虑能量消耗合理选择结构控制的各权函数,并应合理设置可控阻尼器最大和最小阻尼系数.算例表明,最小阻尼器系数可取为最大阻尼系数的1/10,以使框架结构获得较优的控制效果.     

罕遇地震下石化钢结构减震的关键影响因素

在强烈地震作用下,炼油厂的石化钢结构可能发生破坏,导致较大的经济损失,并易引发严重的次生灾害。为降低石化钢结构的地震风险,结合石化钢结构的特点,以某大型炼油厂重整装置反应器为例,建立有限元分析模型,设置黏滞阻尼器进行罕遇地震下的减震设计,并分析了阻尼器的设置位置、数量和阻尼参数等影响因素。研究结果表明,黏滞阻尼器所在楼层的层间剪力和层间位移角显著减小,布置在结构底部的减震效果优于布置在中、上部;随着阻尼器数量的增加,层间剪力和层间位移角都会随之减小,但减少幅度逐渐降低;阻尼系数对石化钢结构减震效果的影响大于阻尼指数,减震设计中宜优先调整阻尼系数以获得较好的抗震性能。     

含偏心支撑小高层钢框架结构的抗震性能

目的 研究多层偏心支撑钢框架在地震作用下的弹、塑性力学性能、地震响应及其耗能能力.方法 采用通用有限元计算软件SAP2000,对内蒙古某9层商住楼分别建立纯框架、中心支撑框架及偏心支撑框架结构模型,计算了罕遇地震下结构刚度、内力分布、振动模态及荷载一位移曲线等,并采用多条地震波分别对中心支撑和偏心支撑结构体系进行了弹性时程及弹塑性时程的对比分析,比较了两种结构体系的动力特性及抗震性能.结果 在小震作用下(弹性阶段),偏心支撑和中心支撑结构远高于纯框架结构的抗侧移刚度,足以满足规范对多层钢结构的抗侧移要求;在大震作用下(塑性阶段),偏心支撑结构耗能能力优于中心支撑结构和纯框架结构,地震响应小于中心支撑结构,具有更高的结构屈服后塑性抗侧移刚度.结论 偏心支撑钢框架结构抗震性能较好,能够避免大震作用下结构的突然倒塌.     

Ved人字型支撑结构体系非线性地震反应控制分析

Ved(粘弹性阻尼器 )是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。推导了粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵 ,并建立了在罕遇地震作用下 ,设置粘弹性阻尼器人字型支撑的钢筋混凝土框架结构非线性地震反应时程分析的方法。     

新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析

采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料,提出了一种应用于框架结构既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统.设计制作了1个相似比为1/5的5层钢筋混凝土框架隔震试验模型结构,同时采用ANSYS有限元分析软件,建立了该试验模型结构的有限元分析模型,进行了不同试验工况下模型结构的地震响应分析.研究结果表明,安装新型摩擦滑移隔震装置后,上部结构的地震响应基本为平动,加速度、层间相对位移、楼层地震剪力等显著减小,说明文中采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震装置能够明显地降低框架结构的地震响应,隔震效果明显.另外,只要确定合理的构造以及实施方案,这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求,应用实际工程结构.     

基于增量动力分析法的高层建筑-阻尼器系统地震易损性分析

高层建筑在远场强地震下可能发生严重震害,通常在建筑中设置阻尼器实现消能减震,降低建筑物主体结构地震响应以减轻震致破坏。现行建筑抗震设计规范已经给出了建筑中阻尼器的通用设计方法,然而,建筑-阻尼器系统在强地震下的实际响应是否与设计结果有所偏差、在同一设防目标下不同类型阻尼器的性能是否存在差异尚不清楚。基于现行建筑抗震设计规范,设计了20层钢框架结构以作为阻尼器性能评估的Benchmark模型,并以同一减震目标设计了3类典型阻尼器：摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和防屈曲支撑,基于所拟合的阻尼器试验曲线,对阻尼器进行参数设计,给出了典型阻尼器的数值模型。基于场地类型选取了10条地震动进行增量动力分析,对比评估了3类典型阻尼器对结构抗倒塌性能的控制效果。采用基于位移的结构性能水准评价指标,研究了3类典型阻尼器的减震控制效果,结果表明,对于采用基于中国规范设计的高层建筑-阻尼器系统,速度型的粘滞阻尼器控制效果最优,位移型的摩擦阻尼器和防屈曲支撑次之,且性能相近。     

附设黏滞阻尼器超高层结构的减震效果分析

以实际工程为背景建立了附设黏滞阻尼器的框架-核心筒结构弹塑性模型.为研究不同地震峰值加速度对黏滞阻尼器耗能效率的影响以及结构减震效率的变化规律,采用7条地震波调整其峰值加速度进行弹塑性动力时程分析.主要讨论了结构的楼层剪力、倾覆力矩、层间位移角、以及结构各部分耗能随地震峰值加速度提高的变化规律.结果表明:多遇地震下结构响应的减幅最大,随着地震强度的提高结构响应的减幅逐渐降低;阻尼器耗能随地震作用的增加呈线性增长,但阻尼器耗能与地震输入能量的比值在不断降低,导致结构减震效果下降;地震作用下,黏滞阻尼器为结构提供耗能,减小了结构自身的塑性耗能,对结构起到了保护作用.