消能减震结构阻尼器有效刚度及结构等效阻尼比取值方法研究

给出了消能减震结构时程分析中阻尼器有效刚度及结构等效阻尼比的计算步骤,研究了消能减震结构阻尼器有效刚度、结构等效阻尼比如何取值并给出取值建议,讨论了消能减震结构考虑双向地震作用时地震工况主次方向的确定方法.以某框架结构为例,对比消能减震结构时程分析与等效结构反应谱分析.结果表明,本文所提出的取值方法合理,双向地震工况主...     

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。     

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.     

黏滞阻尼器在框架结构中的应用与研究

黏滞阻尼器可以为消能减震结构附加足够的阻尼比且不附加刚度,提高结构的抗震性能,在消能减震结构中应用十分广泛.本文针对设置黏滞阻尼器的框架结构,根据初设附加阻尼比,估算出了结构所需附加阻尼器数量,并在按照均匀、分散、对称的原则布置阻尼器后,进行了结构减震分析与附加阻尼比复核.考虑到阻尼器产品误差、安装误差以及计算方法误差...     

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。     

某办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计

介绍了高烈度区某12层科研办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计。该办公楼采用现浇混凝土框架—剪力墙结构,在1层～12层优化布置了48套黏滞消能器。对结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,结果表明黏滞消能器起到了良好的减震效果,显著降低了结构的地震响应,减震结构设计指标均能满足规范要求,并能提供约5%的附加等效阻尼比。     

粘性消能器Voigt计算模型分析与研究

附加粘性消能器的消能减震结构可由原结构的抗侧刚度和消能器的阻尼系数并联的Voigt模型表示,其中原结构为未加粘性消能器的结构。本文根据Voigt模型的受力特点,推导出附加粘性消能器的消能减震结构在外力作用下的力与位移关系式,由此绘制出结构的滞回曲线。根据推导出的阻尼比的计算公式得到阻尼比在滞回曲线中的几何意义,并分析出原结构的抗侧刚度、附加阻尼器的阻尼系数和外部干扰力的频率对Voigt计算模型滞回曲线的饱满度、形状变化趋势等的影响。结果表明,阻尼比几何意义为滞回曲线截距值的一半,阻尼系数越大、圆频率越大、原结构的抗侧刚度越小、阻尼比越大,滞回曲线越饱满,耗能能力越强,为附加粘性阻尼器的消能减震结构设计提供有益参考。     

某大型商业中心消能减震设计

某大型商业中心抗震设防烈度为8度,结构体系为方钢管混凝土柱+钢框架梁,采用黏滞阻尼器进行消能减震。主要阐述了该大型商业综合体消能减震设计的阻尼器布置、有效附加阻尼比计算、小震弹性时程分析和减震率分析、大震弹塑性分析及加强措施。结果表明,结构各项指标均能满足现行规范及规程要求,大震下黏滞阻尼器的减震耗能效果明显,有效保护了主体结构,提高了整体结构的抗震性能。     

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。     

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。     

粘滞流体阻尼器用于建筑结构的减震设计原理与方法

研究了粘滞流体阻尼器用于建筑结构消能减震设计的原理、分析方法。包括阻尼器的设置、消能支撑的型式、支撑钢杆的设计、抗震设防目标、消能减震建筑结构的特点。给出了消能减震结构的附加水平控制力、附加有效阻尼比、地震影响系数、阻尼矩阵的计算方法;介绍了振型分解反应谱法和直接动力时程分析法的设计计算要点。最后给出了采用粘滞流体阻尼器进行消能减震设计的实用设计步骤。     

Natural Rubber Bearing Incorporated with Steel Ring Damper (NRB-SRD)

The present paper is aimed to investigate the behavior of Natural Rubber Bearing incorporated with steel ring damper (NRB-SRD). These types of dampers are integrated of several steel rings which are considered with two configurations namely, continual steel ring damper and separate steel ring damper and are inserted between top and bottom plates. The performance characteristics of the system such as effective horizontal stiffness, energy dissipation, equivalent viscous damping and residual deformation are calculated and then compared with the results of high damping rubber bearings and also shape memory alloy (SMA)-lead core rubber bearing (SMA-LRB). The results show that the energy dissipation in steel rings are mainly based on plastic deformation due to flexural behavior of the rings. NRB-SRD shows better performance in energy dissipation comparing to SMA-LRB and HDRB. These additional dampers show higher stability and energy dissipation in low shear strains due to developing of link between structure and substructure having desirable initial stiffness under weak earthquakes and wind loads and also in higher shear strains due to creation of higher energy dissipation, stability and secondary stiffening.

     

铅芯橡胶阻尼器性能研究

通过不同位移幅值、不同频率和不同循环的加载试验，研究了铅芯橡胶阻尼器的工作性能。根据试验所得各个工况的滞回曲线，计算了铅芯橡胶阻尼器的等效刚度和等效粘滞阻尼比，并提出了其等效刚度的计算公式。研究表明，铅芯橡胶阻尼器的等效刚度和等效粘滞阻尼比受加载频率影响不明显；且阻尼器在经历疲劳荷载后，其等效刚度略有下降，等效粘滞阻尼比维持不变，说明铅芯橡胶阻尼器的工作性能稳定，能够应用于结构的消能减震设计。     

Proposed Relationship for Proper Shear Strength of Elliptical Damper Based on Its Geometrical Parameters

Vertical link beam as a practical yielding damper is a kind of passive control device which dissipates seismic energy and thus reduces the rate of damage to structures through in-plane shear deformations. Proper stiffness, ductility and significant energy dissipation of these dampers together with their practical advantages justify their widespread experimental and numerical research. In this paper, a total of 42 elliptical dampers (vertical link beams with elliptical cross sections) in various lengths and thicknesses are modeled using the ABAQUS finite element software and finally a design relationship for this damper is presented based on the above mentioned geometrical parameters using pushover analysis. The accuracy of the proposed relationship is studied by applying various layouts of designed dampers on two types of chevron bracings to improve their performance and obtain proper energy dissipation without brace buckling. The equivalent viscous damping ratios of 32–33% obtained for elliptical dampers indicate high increase in energy dissipation capability.     

粘滞阻尼器在框架结构中的应用

消能减震技术比传统的抗震方法有较大的优势,其中粘滞阻尼器具有很好的减震效果,应用较为广泛;对某6层框架结构采用粘滞阻尼器进行消能减震设计,计算结果表明粘滞阻尼器对于控制结构层间位移角,基底剪力均有较好的效果。     

基于线性化等效方法的消能减震结构有效附加阻尼比计算

通过线性化等效原理,将消能减震结构中的消能部件等效为框架柱,将非线性分析转化为线性分析,得到消能部件附加给结构的有效阻尼比。对工程实例进行了线性化等效分析和非线性对比分析。研究结果表明：线性化等效分析方法可以准确地得出消能部件附加给结构的有效阻尼比,无论是层间位移角还是层剪力,两种分析方法得出的结果都符合较好,通过“附加有效阻尼比”修正的结构的线性分析与含有消能减震部件的非线性分析得出的结果一致。     

用附加防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

利用附加防屈曲支撑（BRB）钢筋混凝土框架对既有钢筋混凝土框架结构进行减震加固。设计3榀钢筋混凝土框架,其中2榀为附加设置BRB加固框架的钢筋混凝土框架,另外1榀为纯钢筋混凝土框架以作对比。通过低周反复加载试验,验证所设计的外贴防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架的可行性。分析既有及外贴钢筋混凝土框架的开裂、荷载 侧移滞回曲线、骨架曲线、荷载 防屈曲支撑变形曲线,以及等效黏滞阻尼比和等效刚度等特性。结果表明：所设计的附加钢筋混凝土框架、预埋件、连接构造受力可靠,附加设置BRB的钢筋混凝土加固框架具有良好的减震耗能能力;水平荷载-侧移滞回曲线圆润饱满;防屈曲支撑在小层间位移角下可屈服耗能,大位移下不失效,耗能稳定;附加框架能够显著增加既有钢筋混凝土框架结构的阻尼,有效降低地震反应,改善既有框架结构抗震性能。     

双阶屈服屈曲约束支撑框架小震参数分析

为了弥补常规屈曲约束支撑在多遇地震作用下处于弹性状态,不能发挥消能减震作用的不足,提出了一种将金属套管阻尼器与屈曲约束支撑组合形成的双阶屈服屈曲约束支撑,经试验验证其具有良好、稳定的小震及中大震下的滞回特性。在小震作用下,金属套管阻尼器屈服消能,屈曲约束芯板保持弹性承载。借助有限元软件ETABS建立了一系列双阶屈服屈曲约束支撑框架模型,通过改变支撑与框架刚度比、阻尼器与芯板的轴向刚度关系以及套管阻尼器的屈服比例,对各模型进行小震作用下的动力弹塑性分析,将各模型基底剪力和最大层间位移角与相应的常规屈曲约束支撑框架的分析结果进行对比。结果表明:双阶屈服屈曲约束支撑与支撑芯板的轴向弹性刚度比取2左右,阻尼器屈服比例取0.3左右时,可取得较好的减震效果; 双阶屈服屈曲约束支撑的参数取值改变,对降低结构地震响应的影响趋势不因支撑与框架刚度比不同而改变; 当支撑刚度贡献较大时,相较常规屈曲约束支撑,双阶屈服屈曲约束支撑的设置能降低结构的层间位移角,若要同时降低基底剪力,阻尼器屈服比例不宜高于0.3。     

基于IDARC的RC剪力墙Park恢复力模型参数修正

使用IDARC非线性分析程序对RC剪力墙构件进行拟静力反复加载非线性分析,研究Park恢复力模型4个参数对剪力墙构件强度、刚度、卸载刚度、耗能和等效粘滞阻尼的影响规律及影响程度。将修正后的参数运用于剪力墙低周往复荷载试验的数值模拟,得到的结果与试验结果较为吻合,并根据得到的数据提出了针对RC剪力墙构件的Park恢复力模型参数建议取值范围。研究结果表明:刚度退化参数α对剪力墙构件的卸载刚度、耗能及等效粘滞阻尼有较大影响;基于延性的强度退化参数β1对构件的强度影响较大,对耗能及等效粘滞阻尼有中度影响;基于能量的强度退化参数β2对构件的各项抗震指标均有轻微影响;滑移退化参数γ对构件的耗能及等效粘滞阻尼有较大影响。