框支剪力墙的阻尼器耗能减震方法研究

对于框支剪力墙结构,提出在结构底部框架部分,安装粘滞阻尼器的方法进行耗能减震控制,提高其抗震性能。运用大型有限元结构分析软件SAP2000建立了一栋21层的框支剪力墙结构模型,对其进行了纯底部框架结构、普通落地剪力墙结构和安装粘滞阻尼器状态下结构的地震时程分析。结果表明,粘滞阻尼器能够有效地降低整个结构的地震反应,地震时,输入结构的大部分能量由安装于底部的阻尼器耗散,从而保护了主体结构,耗能减震效果明显。     

受剪承载力分配率对减震效果影响分析

通过对未安装阻尼器的纯框架结构和按不同的承载力分配率层层设置阻尼器的结构进行非线性地震反应分析,考察不同的承载力分配率条件下软钢阻尼器的减震效果。通过参数分析得到验证,存在使阻尼器的减震效果达到最佳状态的受剪承载力分配率,其值大约为0·4~0·6,同时也表明在较大的分配率范围内阻尼器均具有明显的减震效果。     

大层高框架结构模型振动台试验

某些大型公共建筑进行抗震加固时由于建筑使用功能的要求难以采用传统加固方式,采用消能减震加固时,可能仅在部分楼层增设阻尼器。主要针对某框架结构的大型公共建筑仅在薄弱层增设黏滞阻尼器进行模型振动台试验,并对模型在地震作用下的地震响应及动力特性进行对比研究。试验结果表明,在薄弱层增设黏滞阻尼器可有效地控制、降低结构的地震反应。     

黏弹性阻尼器对框架结构抗震性能的影响分析

黏弹性阻尼器作为一种减震装置，能够较好地抵抗和减少建筑物受到的地震作用影响。基于Midas/GEN软件，选取三条普通地震波，对一栋5层混凝土框架结构模型进行非线性地震反应分析，提出了布置有黏弹性阻尼器的框架减震结构，分析其减震效果，通过分析不同位置的黏弹性阻尼器的耗能能力优化布置。结果表明：通过合理布置黏弹性阻尼器可以更好地实现框架结构耗能，降低结构地震响应，使结构的层间位移、层剪力以及层加速度都得到有效控制，并且在结构下部布置阻尼器，其耗能能力更优于布置在结构上部。     

框架结构中粘滞与金属阻尼器的减震性能对比

粘滞阻尼器和金属阻尼器的消能减震机理不同,本文主要对两者安装在框架结构中的减震效果进行对比研究,建立原结构、安装粘滞阻尼器的结构和安装金属阻尼器的结构的模型,对三者进行时程分析,对比其在结构特性、地震下的结构响应、地震下的结构耗能方面的区别,结果表明,粘滞阻尼器在本工程中表现出更优越的减震性能。     

采用不同减震结构体系的RC框架结构地震易损性分析

采用消能减震技术能有效提高结构的抗震性能，而不同减震结构体系减震效果不同。为了评估不同减震结构体系下的抗震性能，本文以某6层RC框架结构为研究对象，采用基于增量动力分析法的地震易损性分析方法，分别研究了增设防屈曲约束支撑、软钢阻尼器、粘滞阻尼器3种不同减震结构体系的抗震性能。研究结果表明：在同一减震目标下，3种不同的减震结构体系均能有效控制结构的地震响应，其中防屈曲约束支撑结构在不同损伤状态下的超越概率最小，抗倒塌储备系数最大，说明该阻尼器的控制效果最佳，其次是软钢阻尼器，最后是粘滞阻尼器。     

屈曲约束支撑与黏滞阻尼器的减震效果对比研究

以某钢筋混凝土框架结构工程实例为研究对象,选取与场地条件相匹配的地震动作为激励,在SAP2000程序中计算了该结构在多遇和罕遇地震作用下的非线性动力反应,并在框架结构模型中分别设置屈曲约束支撑和黏滞阻尼器。通过试算确定消能减震装置的参数,使得两种消能减震结构在多遇地震作用下的位移减震率均为40%。在此条件下,对比分析了结构的层间位移角、楼层加速度、基底剪力、柱轴力、塑性铰分布和各层阻尼器的工作状态。分析表明：在多遇地震作用下,屈曲约束支撑增大了结构的加速度响应,而黏滞阻尼器能够减小结构的加速度响应;在罕遇地震作用下,二者均能有效控制楼层的加速度响应,而屈曲约束支撑的位移减震效果更好,但黏滞阻尼器对框架柱内力的减少效果更为显著。     

Zn—22Al阻尼器在钢结构中的减震性能研究

探讨了超塑性Zn—22Al合金阻尼器的减震性能。以12层钢框架结构为算例,采用通用有限元分析软件AN-SYS,选用3条地震波,对结构有无安装超塑性Zn—22Al合金阻尼器板进行了动力时程反应分析。通过对比在罕遇地震下结构的层间位移角与层间剪力,得出这种阻尼器具有较好的减震性能,可用于结构减震。     

黏滞阻尼器加固大空间混凝土框架结构振动台试验研究

为研究大空间混凝土(LRC)框架结构消能减震加固效果及其抗震性能，基于已完成的1∶6缩尺无控LRC框架结构模型试验，开展同加载历程下另一设置黏滞阻尼器(VFD)的相同减震框架结构模型振动台试验。通过对比分析两个模型破损特征、动力性能、加速度与位移响应等，定量获取增设VFD后减震结构相比无控结构抗震性能的提升水平，揭示不同地震作用下LRC框架中VFD发挥的实时减震效果，重点研究减震加固技术对LRC框架结构中薄弱部位响应的影响规律。试验结果表明：减震模型较非减震模型层间位移得到有效控制，罕遇地震作用下结构最大层间位移角由1/102降至1/194;试验过程中阻尼器的工作性能良好，随着地震激励升高，黏滞阻尼器出力逐渐增大，阻尼器实际最大出力达设计极限值的88%。     

应用黏滞阻尼器的框架结构减震效果模拟分析

采用数值模拟方法对应用黏滞阻尼器的框架结构进行减震效果分析。为确保分析模型的准确性,分别对PKPM和ETABS,Midas-Gen模型计算得到的质量、周期和层间剪力对比分析,利用ETABS和Midas-Gen对框架结构进行多遇和罕遇地震下减震效果分析,结果表明:应用黏滞阻尼器的框架结构,在多遇地震作用下,层间剪力和位移角均有明显减小,在罕遇地震作用下,结构的层间位移角有所减小,减震效果明显。     

摩擦摆隔震-悬挂复合结构体系的减震效果分析

为解决采空区范围内建筑沉陷变形和结构抗震差的问题，提出了摩擦摆隔震-悬挂复合结构体系。依据拉格朗日方程得出了体系的运动方程，并采用MATLAB语言编制了龙格-库塔法(Runge-Kutta)的求解程序。以一幢5层的摩擦摆-隔震悬挂复合结构体系为例探讨了其减震效果。结果表明：在计算摩擦摆隔震-悬挂复合结构体系的地震动力反应时必须考虑接触面滞滑效应的影响，滞滑效应会降低体系的减震效果；除顶层的鞭梢效应外，一般楼层层间位移减震效果可达70%~80%；楼层加速度减震效果显著，第4~5层的加速度减震效果均达到约90%，而且不受所输入地震波特性的影响；摩擦系数、楼层阻尼器阻尼系数对减震效果有明显的影响，而吊杆长度、滑道半径对减震效果的影响较小。     

消能摇摆高位隔震结构体系的地震反应特性

双段消能摇摆结构体系是通过两段串联的摇摆结构,控制主体结构各楼层在地震作用下均匀变形,抑制薄弱层的产生,也降低了主体结构对于摇摆结构的刚度需求。在变形集中的摇摆结构底部布设位移型阻尼器,可进一步提高结构的抗震性能。但是该体系存在承载力较低、上段结构地震反应相对较大的不足。基于此,提出了消能摇摆高位隔震结构体系,即在双段消能摇摆结构体系的分段楼层位置增设劲性支撑,以抑制上段结构的摇摆运动,提高结构的刚度与承载力;同时,下段结构允许发生摇摆,发挥高位隔震层的作用。以消能摇摆高位隔震结构体系为研究对象,分析对比了其他三种结构体系：传统支撑框架结构体系、双段消能摇摆结构体系、不含位移型阻尼器的摇摆高位隔震结构体系。采用OpenSees软件建立了弹塑性有限元分析模型,对四种结构体系进行弹塑性抗震分析和增量动力时程分析。研究表明,消能摇摆高位隔震结构体系的刚度与承载力较高,地震反应较小,抗震性能与抗倒塌性能良好。在摇摆结构分段位置加设劲性支撑层,可以抑制上段结构在地震作用下的变形,并发挥下段摇摆结构的隔震作用。布设于分段位置与摇摆结构底部的阻尼器,可以充分消耗地震能量,提高结构体系的抗震性能。     

消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素与设计方法

消能摇摆钢框架结构包含主体钢框架结构、摇摆结构和耗能阻尼器三部分。刚度较大的摇摆结构可以使主体钢框架在地震作用下发生均匀的层间变形,抑制薄弱层产生。布设于摇摆结构底部的阻尼器,能够耗散地震动能量,减小整体结构的地震反应,提高结构的抗震性能。文中对消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素进行参数分析,并基于我国建筑抗震设计规范的原则提出了抗震设计方法。根据消能摇摆钢框架结构的受力机理,提出简化分析模型,通过弹塑性地震反应分析,验证简化模型的有效性。基于简化分析模型对无量纲参数进行参数分析,根据各参数的影响规律得到无量纲参数的建议范围。结合我国“三阶段”抗震设防要求,提出消能摇摆钢框架结构的设计方法,并结合算例进行验证。研究表明,消能摇摆钢框架结构抗震性能良好,设计合理的摇摆结构与阻尼器能够抑制钢框架的薄弱层、减小结构的地震反应。     

钢框架结构软钢阻尼器振动控制的试验及理论研究

本文通过试验研究和理论分析探讨极低屈服点软钢阻尼器的减震效果。对建造在野外的三层钢框架结构输入该结构在历年地震观测中采集到的地震波记录进行了拟动力试验。本次拟动力试验选用了4条地震波记录,各分为有阻尼器和无阻尼器的两种情况共计进行了8次试验。试验结果表明软钢阻尼器具有明显的减震效果。并采用能够同时考虑应变硬化和刚度退化现象的SkeletonShift模型模拟阻尼器的恢复力特性,对该结构进行了弹塑性地震反应分析。地震观测、拟动力试验以及计算机分析结果所表现出的各地震反应具有较好的一致性,说明拟动力试验技术应用于模拟结构的地震反应,可得到令人满意的结果。     

某医技楼减震弹性时程分析

为研究阻尼器在结构中的优化布置及其减震效果,以某5层医技楼为例,将46个消能支撑体系逐层渐变地安装在原结构上,采用弹性时程分析方法对建筑模型进行计算.通过对减震与非减震结构层间位移角、层间剪力及结构底部剪力的对比,对阻尼器典型滞回曲线的分析得出附加的粘滞阻尼器在地震下拥有饱满的滞回曲线,能够充分发挥减震耗能作用.工程主...     

Experimental study on a novel replaceable yielding‐based energy dissipater for rocking and seesaw buildings

The use of energy dissipaters for creation of earthquake‐resilient buildings has been paid more and more attention in recent years, and some newly developed structural fuses or dampers have been proposed to be employed in rocking and seesaw buildings. In this study, a new type of yielding‐based dampers, called curved‐yielding‐plates energy dissipater (CYPED), is introduced. CYPEDs are installed at the bottom of rocking or seesaw building's circumferential columns at the lowest story and have hysteretic behavior in their deformation occurring in vertical direction. The initial curvature of the yielding plates prevents them from buckling and gives the device a smooth force–deformation behavior. First, by performing a set of cyclic tests on three specimens of CYPED, their hysteretic force–displacement behavior was investigated. Then, to show the efficiency of this energy dissipating device in reducing the seismic response of buildings, they were employed numerically as multilinear plastic springs in the computer models of a sample seesaw steel building, and a series of nonlinear time history analysis (NLTHA) were performed on both seesaw building and its conventional counterpart. Results of NLTHA show that the proposed seesaw structural system equipped with appropriate CYPEDs not only gives the building a longer natural period, leading to lower seismic demand, but also leads to remarkable energy dissipation capacity in the building structure at base level and, therefore, keeping the seismic drifts in elastic range in all stories of the building. In this way, the building structure does not need any major repair work, even after a large earthquake, while the conventional building suffers from heavy damage and is not usable after the earthquake.     

大型火电厂钢结构主厂房框排架结构拟静力试验研究

对1榀3跨5层的钢框排架主体结构进行了低周反复加载试验,观测了框排架的破坏形态,得到了试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线,分析了钢框排架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能。结果表明：钢框排架结构的破坏机制为先梁端后柱端出现塑性铰的混合破坏机制,滞回曲线较饱满,整体位移延性系数大于4.0,等效黏滞阻尼系数达到0.189。钢框排架结构体系总体上表现出良好的抗震能力,适合高烈度抗震设防区采用。模型结构的层间位移角在底层和第二层较大,为薄弱层;煤斗梁地震反应较强,设计时要特别注意。     

半刚性悬挂结构体系减振避震机理及参数优化

提出了一种新型悬挂结构体系--半刚性悬挂结构体系。该结构体系在悬挂楼段与转换层之间设置半刚性层,其间设置减振阻尼装置。通过时域内输入El Centro波、Taft波以及人工波,验证了该体系具有良好的动力响应特性。根据随机振动理论,在复数域内推导了体系的随机振动响应表达式;以主体核筒结构顶点位移和半刚性层的层间位移为目标函数,编制了MATLAB计算程序,对体系中影响结构动力响应的阻尼器的刚度和阻尼、悬挂质量比及半刚性连接的转动刚度等进行参数分析。计算结果表明：该体系能够有效减小地震动力响应,半刚性层的层间位移较大,主体结构顶点位移和悬挂楼层的层间位移较小;对于文中给出的结构算例存在最优参数组合：阻尼器刚度和阻尼分别为1×107/N/m和1×107N•s/m,悬挂质量比取3.0,半刚性连接转动刚度为3.14×104N•m/rad;当半刚性悬挂结构的参数取得最优组合时,主体结构动力响应和半刚性层层间位移均可得到较好的控制,结构的减振避震性能明显提高。     

Shaking table test for evaluating the seismic response characteristics of concentrically braced steel structure with and without hysteretic dampers

This study represents a summary of a current experimental program in the application of an energy dissipation system for seismic protection of structures. Shaking table test has been carried out for the structures with and without a hysteretic damper device for two types of structures in one direction (CBSS: Concentrically Braced Steel Structure, HDSS: Hysteretic Damper Steel structure). The hysteretic damper device which is proposed in this study has been developed to provide relatively high initial stiffness, stable hysteresis with the limited but controlled yield strength in different stories in order to have equal plastic deformation in high intensity of ground motion, and excellent energy dissipation capabilities. The experimental results and test method have been outlined here. In this experiment, the non-linear dynamic response analysis has been performed with different scaling factor for the two types of idealized three-story concentrically braced steel structures. It has been emphasized that the hysteretic damper can absorb the majority of input energy from earthquakes in order to reduce the displacement and damage to the main steel frame. The mechanical properties of dampers such as yield strength and stiffness are defined to have the equal damage at each story.