黏滞阻尼器结构等效阻尼比计算方法比较研究

讨论了几种计算附加非线性黏滞阻尼器结构的等效阻尼比实用估计方法,并根据减震结构与非减震结构动力响应提出动力响应减震系数法计算附加等效阻尼比,并以一个黏滞阻尼器框架抗震墙结构实际工程比较了四种附加等效阻尼比估计方法以及动力响应减震系数法得到地震响应的准确性。     

基于阻尼器导向装置的锅炉钢结构抗震性能研究

考虑阻尼器导向装置对锅炉钢结构抗震性能的影响,在SAP2000软件中采用时程分析法分别对未布置阻尼器、布置位移型阻尼器和布置黏滞型阻尼器的1000 MW锅炉钢结构进行有限元分析,对比锅炉钢结构在地震作用下的底部剪力、顶点位移等结构响应和阻尼器耗能能力,并给出了相应的结构附加阻尼比.结果 表明:在6度(0.05g)多遇地震作用下,布置黏滞型阻尼器的锅炉钢结构较布置位移型阻尼器的锅炉钢结构的底部剪力和顶点位移优化效果更佳;位移型阻尼器的耗能效果不佳,为结构附加的阻尼比较小,最大仅为0.0045,而黏滞型阻尼器充分耗能,为结构附加的阻尼比较大,均在0.071～0.091的范围内,且黏滞型阻尼器为结构附加的阻尼比与地震烈度关系不大;从底部剪力和顶点位移等结构响应、阻尼器耗能能力以及阻尼器为结构附加阻尼比等方面来看,布置黏滞型阻尼器的锅炉钢结构取得的减震优化效果较好,结构抗震性能最优.     

高层减震结构地震响应及方案优化研究

针对某高层建筑结构,利用ETABS有限元分析软件建立计算模型,探讨原结构和设置黏滞阻尼器的减震结构在多遇地震作用下的抗震性能,通过进行五种黏滞阻尼器布设方案下结构响应的比较,以不同的控制函数为目标,进而优化黏滞阻尼器的布设位置。结果表明,黏滞阻尼器在保证不增加结构刚度的基础上,通过提供附加阻尼,能有效协助结构耗散地震输入的能量,降低了结构的动力响应,起到了很好的减震效果。同时,在考虑黏滞阻尼器的布设位置时,应根据结构的实际动力响应和变形特性综合确定,并且考虑结构的功能需求以获得最佳的减震效果。     

位移相关型和速度相关型阻尼器耗能特征对比研究

为了全面比较位移相关型和速度相关型减震装置的耗能特征,以一座8层RC结构为算例,针对安装金属阻尼器和黏滞阻尼器两种情况进行对比分析与研究,通过Open Sees动力非线性时程分析结果表明,金属阻尼器提供较大刚度,而黏滞阻尼器几乎不提供附加刚度,且提供的附加阻尼比更大。黏滞阻尼器减震效果优于金属阻尼器;位移减震效果优于加速度;多遇地震下减震效果优于罕遇地震下。     

超高层斜交网格筒体结构减震设计研究

以云南省某超高层斜交网格筒体结构为工程背景,对斜交网格筒体结构进行减震设计研究。通过在原斜交网格筒体结构设置黏滞阻尼伸臂桁架、在斜交网格斜撑位置附加黏滞阻尼支撑以及在上部分叉巨柱间设置黏滞阻尼器,形成斜交网格减震结构。分别对比研究了该减震结构的减震效果、不同地震输入方向下结构的附加阻尼比取值、阻尼器参数的优化以及减震结构在罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明:斜交网格减震结构具有良好的减震效果;在罕遇地震下,该结构表现出良好的抗震性能。     

金龙城市广场项目减震可行性方案研究

金龙城市广场工程处于地震高烈度区,需对其进行减震设计。文章研究了添加粘滞阻尼器增加结构附加阻尼比,从而提高结构的抗震性能的方法;采用ETABS软件对结构进行多遇地震下的动力特性分析,计算结构附加阻尼比,结果表明:粘滞阻尼器在小震下拥有饱满的滞回曲线,能够很好地发挥减震耗能作用。     

浅谈黏滞流体阻尼器减震方案及工程应用

以黏滞流体阻尼器为例,结合云南省某教学楼项目,根据减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案。该教学楼采用混凝土框架结构,结构纵横向布置黏滞流体阻尼器。采用考虑附加阻尼比的结构模型(PKPM)和弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明:1)综合考虑减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案是合理的;2)该减震方案可以满足结构在多遇地震作用下和罕遇地震作用下的减震目标;3)多遇地震作用下,黏滞流体阻尼器为结构提供附加阻尼比,罕遇地震作用下,黏滞流体阻尼器继续为结构耗能;4)黏滞流体阻尼器布置灵活,采用墙式布置方式的黏滞流体阻尼器可以完全隐藏在建筑中,同时也可以保证节点在罕遇地震作用下保持弹性。     

黏滞阻尼器位移损失对结构减震性能的影响研究

从黏滞阻尼器减震结构的附加阻尼比公式出发,引入位移损失,推导了附加阻尼比与阻尼器出力、阻尼器等效串联刚度、结构刚度等参数之间的关系,提出最优损失率和损失刚度比概念.通过实际工程的参数分析,得到位移角减震率随阻尼系数、地震作用的变化规律,并用理论推导的结论对变化规律进行了解析.为应用黏滞阻尼器的消能减震结构优化设计提供了理论依据.     

北京某既有公共建筑的消能减震设计

在北京某公共建筑的改造加固设计中,采用设置黏滞阻尼器及屈曲耗能支撑的消能减震设计以使结构满足现行抗震设防要求。运用盈建科结构软件(YJK)进行无控结构的振型分解反应谱法下的计算分析,以此得出的结构动力特性为基础,初步确定消能减震方案。运用SAUSAGE结构分析软件对附加黏滞阻尼器和屈曲耗能支撑的结构进行小震及大震下的时程分析及结构损伤评定,确定了消能减震结构的附加阻尼比,论证了黏滞阻尼器和屈曲约束支撑布置的有效性及结构抗震安全性。     

高烈度区某框架结构减震分析与设计

以8度(0.3g)区的某29.4 m高的配套办公楼项目为例,对框架结构和框剪结构2种结构类型的抗震方案和减震方案进行比选,结果表明,框架结构的减震方案更合理。减震方案通过设置黏滞阻尼器有效地减小结构地震响应,小震弹性时程分析结果表明,阻尼器可以提供不小于3.5%的附加阻尼比。大震弹塑性时程分析结果表明,阻尼器继续发挥耗能作用,结构损伤和耗能情况均能满足减震目标要求。     

成都某学校报告厅减震设计与分析

应用悬臂墙式黏滞阻尼器消能减震技术,通过YJK、SAUSAGE软件对结构进行多遇、设防、罕遇地震作用下设计与分析,黏滞阻尼器工作良好,可为主体结构提供不低于2.5%的附加阻尼比,可有效发挥其耗能作用,达到预期性能目标。结合楼板应力、穿层柱、大跨屋盖分析等补充分析,论证了消能减震技术的有效性、结构抗震安全性。     

黏滞阻尼器有效刚度对结构的影响及其取值方法研究

目前,在进行消能减震结构分析时,通常忽略黏滞阻尼器的刚度,影响了结构受力与响应的准确性。为此,阐述黏滞阻尼器刚度特性及其对结构的影响,给出一种适用于时程分析的有效刚度迭代取值方法。对设置黏滞阻尼器消能减震模型、附加有效阻尼比等效模型和附加有效阻尼比与有效刚度等效模型的三组模型进行分析,研究黏滞阻尼器有效刚度对结构受力与响应的影响。结果表明:采用附加有效阻尼比与有效刚度等效模型分析得到的结构楼层剪力与层间位移角的变化趋势基本和采用消能减震模型分析的结果一致;采用附加有效阻尼比等效模型与采用消能减震模型分析的结果则相差较大;时程分析中采用提出的有效刚度迭代取值方法是可行的,建议黏滞阻尼器消能减震结构设计时考虑黏滞阻尼器有效刚度的影响。     

某裙房结构大跨度空间改造与减震设计

以某酒店裙房框架结构大跨度空间改造为研究对象,为保证大跨度空间改造后满足结构抗震要求,采用黏滞阻尼器和防屈曲支撑的混合减震控制方案对该裙房框架结构进行减震控制研究,分析了减震框架结构的动力响应和阻尼装置的耗能性能。研究结果表明:混合减震控制方法能有效提高裙房大跨度空间结构的抗震性能,多遇和罕遇地震作用下的减震效果分别达到27.51%和46.52%;黏滞阻尼器在多遇和罕遇地震作用下均发挥了良好的耗能性能;防屈曲支撑在多遇地震作用下作为钢支撑为结构提供刚度,但在罕遇地震作用下亦发挥了良好的耗能性能,表明所提减震控制方案可对结构同时附加刚度和阻尼。本文研究成果可为类似结构大跨度空间改造提供参考。     

上海世茂国际广场裙房结构减震加固设计

主要介绍上海世茂国际广场裙房改建设计思路及措施,并研究相邻结构消能减震加固设计方法。采取消能减震加固设计方法,通过更替部分主楼与裙房之间的阻尼器及在裙房内新增黏滞阻尼墙的做法,将减震后的结构地震响应降低至原设计地震响应水平,从而避免抗侧力构件的加固。针对阻尼器连接的相邻结构附加阻尼比无法估算的特点,提出相邻结构减震加固目标测算法,测算裙房的等效附加阻尼比。结果表明,减震分析得出阻尼器对裙房的减震效果明显,达到了减震间接加固的效果。     

黏滞阻尼器减震结构地震反应分析的一种空间协同模型

如何控制结构在地震作用下的扭转作用是结构抗震设计中经常遇到的问题。采用建筑结构的空间协同模型动力分析方法,推导了黏滞阻尼器减震结构的附加阻尼矩阵、动力平衡方程,分析地震作用下高层钢结构中设置黏滞阻尼器的减震效果。改进后的程序能够计算黏滞阻尼器减震结构在双向地震波作用下的动力时程反应。空间力学模型可考虑局部楼板变形对结构地震反应的影响,考虑了错层结构、大底盘上部多塔结构、连体结构等复杂的结构形式,可沿任意角度输入相互垂直的两个水平地震动分量,可求解结构每层及结构构件和黏滞阻尼器的内力和变形。分析结果表明,黏滞阻尼器能够大量消耗地震输入能量,减小主体结构的地震反应。     

金属和黏滞阻尼器共同工作在框架结构设计中应用研究

建筑物中设置耗能阻尼器能有效地耗散地震能量,降低结构的地震作用,避免或减小主体结构的损伤。金属阻尼器和黏滞阻尼器对地震作用下的结构具有较好的减震效果,在国内外项目中得到了广泛应用。基于工程实例,对在结构中设置单一阻尼器和同时设置位移相关型和非线性速度相关型阻尼器的两种不同的消能减震方案进行反应谱和动力时程分析,通过对附加阻尼比、层间位移角、层剪力、阻尼器抗震性能等参数的对比,比较各方案的减震效果,并提出相关的设计要点,为消能减震设计提供有益的参考。     

基于响应比的简化黏滞阻尼器弹塑性设计方法研究

安装黏滞阻尼器能有效提高结构的抗震性能,已在工程实践中被大量应用。引入结构响应比的概念,并在响应比的基础上给出了简化黏滞阻尼器的弹塑性设计方法。在设计过程中,首先,使用pushover方法确定黏滞阻尼器的安装楼层并计算响应比值;然后,根据响应比直接求出黏滞阻尼器需提供的近似附加阻尼比;最后,计算并确定黏滞阻尼器的相关设计参数。为验证提出设计方法的合理性和有效性,对一个六层的钢筋混凝土框架结构进行了时程分析验证,结果表明:设计的减震结构能很好地满足不同地震水准下的性能设计目标,并可以直接求出阻尼器提供的附加阻尼比,避免了大量的迭代计算。     

带黏弹性阻尼器钢结构振动台试验研究

为研究新型合成材料黏弹性阻尼器在地震作用下的减震效果和耗能特征,将6个黏弹性阻尼器按层间柱形式安装在钢框架结构中,分别对无控结构和有控结构进行3条峰值加速度由0.1g~0.6g逐步增大的地震波作用下的振动台试验。通过对结构动力特性和结构响应的对比分析,研究黏弹性阻尼器的减震效果和耗能特征。试验结果表明:结构加速度和位移减震效果明显,剪力减震效果有限;黏弹性阻尼器频率相关性不明显,主要为剪切变形幅值相关性;随着剪切变形增加,阻尼器提供附加刚度降低,引起结构自振频率从2.81 Hz降至1.19 Hz;随着剪切变形增加,附加阻尼比先增后减,最大为18.21%;黏弹性阻尼器初始刚度对结构带来的不利影响不容忽视;黏弹性阻尼器具有良好的极限剪切变形能力,最大剪应变达到336%。     

黏滞阻尼器初始刚度的合理取值探讨

目前工程界关于黏滞阻尼器初始刚度的取值普遍较大,这与其实际性能差别较大。过大的初始刚度取值会大大高估黏滞阻尼器在风和地震下的耗能作用,使得结构设计偏于不安全。结合试验和有限元计算结果,验证了黏滞阻尼器加载刚度与其初始刚度数值上近似相等。结合一个工程案例,通过对非减震模型、不同减震模型的层间位移角、层间剪力、能量分布、附加阻尼比、滞回曲线的对比分析,阐述了黏滞阻尼器初始刚度的不合理取值可能会高估黏滞阻尼器的消能作用。     

消能减震加固技术在既有建筑改造工程中的应用

既有建筑为原北京市商标厂印刷车间,改造后功能为小学校教学楼,采用黏滞阻尼器进行消能减震加固。对与消能减震部件相连的构件进行加固,其他部位仅需要少量加固即可满足抗震性能要求,减少了对结构构件的直接加固的工作量。采用SAP2000软件对结构进行小震下FNA(快速非线性)时程分析,为校核计算附加阻尼比的准确性,对比了一周能量比法和模态耗能比法的计算结果。采用SUASAGE软件对结构进行大震弹塑性时程分析,验算加固后结构抗震性能,并对子结构进行设计。分析结果表明,设置黏滞阻尼器对既有建筑进行消能减震加固改造,黏滞阻尼器耗能作用明显,避免了大范围的结构构件加固工作;应采用不同计算方法复核,保证附加阻尼比计算的准确性。