装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计与分析

给出了装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计步骤,对某11层钢筋混凝土框架结构进行减震设计。采用ETABS和Perform-3D软件分别对原结构和装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构进行了多遇地震下的时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:安装扇形铅黏弹性阻尼器能显著降低结构的地震反应,保护框架节点,达到小震下减小层间位移角和"大震不倒"的性能目标。     

钢铅粘弹性阻尼减震结构抗震性能分析研究

提出了钢铅粘弹性阻尼器,对钢铅粘弹性阻尼器构造进行了介绍,对阻尼器进行了性能试验.基于阻尼器试验结果,采用PERFORM 3D软件中的三线性模型对阻尼器单元进行模型,对布置钢铅粘弹性阻尼器结构和无耗能支撑的普通结构进行了多遇地震和罕遇地震作用下的非线性时程分析.分析结果表明:采用三线性模型模拟阻尼单元得出的滞回曲线饱满,与试验滞回曲线吻合的较好,分析时采用三线性模型模拟阻尼器的滞回性能是可行的;钢铅粘弹性阻尼减震结构的层间位移和剪力相比于普通结构都有明显减小,能较好地控制结构的地震反应;在罕遇地震作用时钢铅粘弹性阻尼器能吸收大量地震输入结构能量,减小结构构件产生的塑性变形,保护主体结构安全.     

带有新型角位移阻尼器的木框架结构振动台试验

针对木框架结构的特点研发了一种新型粘弹性角位移阻尼器,并对安装了新型粘弹性角位移阻尼器的2层木框架结构进行了振动台试验及数值模拟,与未加阻尼器的木框架进行了对比分析。结果表明:新型角位移阻尼器能够给结构提供一定的刚度和阻尼,并有效减小结构的位移和加速度反应,提高木框架结构的抗震能力;在计算粘弹性阻尼结构的动力反应时,采用Wen模型可以很好地模拟阻尼器对结构的控制作用。     

T形芯板摩擦阻尼器抗震性能分析

采用ANSYS软件对天津某一安装T形芯板摩擦阻尼器的钢框架结构进行抗震研究,分析了在天津波多遇和罕遇地震作用下不同阻尼器布局对该结构的抗震性能.分析结果表明,安装T形芯板摩擦阻尼器能显著提高结构的抗震能力,同时发现T形芯板摩擦阻尼器在地震下不会对框架边柱产生不利影响,能减小框架柱的轴力,可提高框架的安全性.     

云南省某小学教学楼消能减震设计

云南省某小学教学楼采用混凝土框架结构,结构纵横向布置粘滞流体阻尼器。采用YJK软件和SAP2000软件对结构在多遇地震和罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明,弹簧模型可以较好地模拟粘滞流体阻尼器在结构中的性能;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;多遇地震作用下粘滞流体阻尼器为结构提供附加阻尼比,罕遇地震作用下粘滞流体阻尼器继续为结构耗能;规范算法和能量对比法均能计算粘滞流体阻尼器在多遇地震作用下的附加阻尼比,且结果比较接近。     

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。     

某底层框架砖房的消能减震设计

研究了底层框架砖房采用消能减震技术的抗震设计方法,介绍了宿迁某底层框架砖房采用粘弹性阻尼器的消能减震设计,给出了多遇地震和罕遇地震作用下的主要计算结果。计算表明,设置粘弹性阻尼器后,上部结构在多遇、罕遇地震作用下均能满足承载力与变形的要求。     

某中学框架结构减震优化控制及抗震加固分析

针对位于Ⅳ类土上需要进行抗震加固的某中学框架结构,采用结构减震控制理论,选取非线性黏滞流体阻尼器耗能装置对结构进行减震优化控制,并对安装阻尼器后结构局部构件进行加固。首先基于ETABS软件建立三维弹性模型,对7条地震波输入下减震前后结构的动力响应进行多遇地震下的弹性时程分析,经过优化设计与比选确定黏滞流体阻尼器的参数与个数。同时建立三维弹塑性分析模型进行了弹塑性时程分析,并从力、变形和能量三大指标方面对减震前后的结构在多遇和罕遇地震作用下的地震响应结果进行对比分析。结果表明,采用的优化方法方便快捷,选取的非线性黏滞流体阻尼器减震方案可以提高结构的整体抗震性能,起到了良好的减震效果。     

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。     

设置粘弹性阻尼器的框架结构动力分析

粘弹性阻尼器 (Ved)是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。文中根据粘弹性阻尼材料的应力 -应变关系 ,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及单元控制力向量 ;并基于框架结构的空间特性 ,建立了设置 Ved框架结构在考虑空间协同分析基础上地震反应时程分析的控制方法 ;最后 ,应用文中的方法 ,对设置粘弹性阻尼器人字型支撑的钢筋混凝土框架结构进行了结构地震反应时程分析 ,并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论。     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构试验的滞回反应和耗能分析

本文以实际工程为研究背景,根据模型相似关系,通过拟动力试验的方法,对钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的滞回反应和耗能进行了分析,探讨了结构在地震作用下的破坏机理及其薄弱环节或部位。试验结果表明,在水平地震作用下,框架-剪力墙结构的屈服顺序为:剪力墙根部→框架各层梁端→框架各柱根部,剪力墙的屈服和耗能能力对整个结构的承载力和变形性能影响很大。当弹塑性变形较大时,结构的性能主要取决于剪力墙根部截面的性能。本文工作为指导这类结构体系的抗震设计以及进行更深入的研究提供了基础资料。     

设有外镂空装饰结构的扭转体型高层建筑风荷载研究

对设有外镂空装饰结构的扭转体型高层建筑的风荷载采用风洞试验方法进行研究,分析扭转体型高层建筑风压和风荷载合力的分布特征,研究装饰结构对主体结构风压分布的影响、装饰结构自身内外表面的风压分布特点,比较有无装饰结构的扭转体型高层建筑风荷载合力。结果表明：扭转体型对主体结构的局部风压和扭矩产生较大的影响,但对主体结构X向和Y向风荷载合力的影响不大;装饰结构对主体结构迎风面和背风面的风压影响较小,但能明显减小主体结构侧风面风压的平均值和脉动效应,使得主体结构的极值负压得到降低,有利于围护结构的抗风设计;装饰结构上同一位置内外表面的平均风压非常接近,合成的净压值很小;装饰结构对于主体结构的平均风荷载影响较小,但降低了主体结构风荷载的脉动效应,对主体结构的抗风有利。     

Effects of soil on the energy response of equipment–structure systems with different connection types between the equipment and structure

In equipment–structure systems, the soil–structure interaction and connection types between the equipment and structure significantly affect the seismic response. To understand this effect, in this study, the motion equation of an equipment–structure–soil system was derived, and energy balance equations for each part of the coupled system were obtained. Further, the effects of the soil on the energy response were analyzed based on the results of shaking table tests of an equipment–structure system and real‐time substructure shaking table tests of equipment–structure–soil systems with different connection types. The energy response of the equipment–structure system with a rigid ground was compared with that of the equipment–structure–soil systems. The analysis results showed that the energy response of the equipment–structure–soil system with different connections was quite different from that of the system with a rigid ground. The soil decreased the total energy input to the equipment and structure and significantly changed the time distribution characteristics of the input energy. Additionally, the soil weakened the energy consumption of the connections. Therefore, the influence of the soil should be considered in the design of equipment–structure systems with connections.     

Numerical analysis of nonlinear dynamic structural behaviour of ice-loaded side-shell structures

This investigation examines how the nonlinear structural response of a ship side-shell structure that impacts with ice is affected by the layout/design of the structure, ice characteristics and ship speed operational conditions. The finite element (FE) method was used for nonlinear analysis and comparison of a reference side-shell structure with a topology-optimized structure. Nonlinear dynamic FE collision simulations were carried out, using the reference side-shell structure, to study how the impact with ice (having different values of damping coefficients), and the variation in ship speed operational conditions, affected the damage caused to the side-shell. In addition, the results from the comparison of the topology-optimized and reference side-shell structures showed slightly larger stresses locally in the former structure. It was concluded that it was possible to reduce the weight of the reference side-shell structure and that the objective function and optimization require more detailed investigation. The FE analyses with various damping coefficients of ice showed that, for the chosen values of the damping coefficients, there was only small influence on the dynamic nonlinear response of the reference side-shell structure. Finally, a limit value for the maximum allowed velocity in the normal direction towards a level ice belt of the reference side-shell structure was calculated to result in an elastic structural response of the side-shell. For a side-shell structure movement in the direction along a level ice, the influence of velocity on structural response was negligible due to low friction between the side-shell structure and the ice in the contact.     

竖向地震作用下双塔连体结构非线性时程分析

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,结构中设置的连体部分在一定程度上会提高竖向地震作用对结构的影响。针对某一顶部连体双塔结构,采用NosaCAD有限元软件建立结构的整体非线性分析模型。对计算模型进行输入水平向、竖直向地震波和只输入水平向地震波两种不同工况的动力时程分析,通过对比两种工况下结构的动力响应,研究竖向地震对该连体结构地震反应的影响。分析表明:竖向地震作用对结构的水平位移基本没有影响,对结构竖向位移有一定影响,但影响较小;竖向地震作用对连体部分跨中杆件的内力有一定影响。     

跨地裂缝结构地震作用下的损伤分析与评估研究

为研究跨地裂缝结构地震作用下的损伤机理与评估方法,通过缩尺比例为1/15的五层跨地裂缝框架结构模拟振动台试验,获得了不同地震波作用下该结构的自振频率变化和裂缝发展规律;采用加权系数法对模型结构进行损伤评估分析,并验证了该评估方法的可行性和合理性。同时采用ABAQUS有限元软件建立了结构跨越地裂缝和处于无地裂缝场地两种分析模型,进行了在高烈度地震作用下跨地裂缝结构构件和整体损伤分布规律的研究,以确定跨地裂缝结构损伤位置和损伤程度的内在关系。研究结果表明:跨地裂缝结构构件损伤分布表现出明显的上、下盘规律,即距地裂缝相同位置处,地裂缝上盘的梁柱构件损伤指数均大于下盘构件;跨地裂缝结构底层损伤指数远大于其他楼层,底层是该类结构的薄弱层;在相同峰值加速度地震作用下,处于非地裂缝场地结构整体损伤指数小于跨地裂缝结构,地裂缝的存在加剧了上部结构的损伤破坏。     

一格构式广播电视发射塔抗震性能分析

通过对一结构立面复杂的广播电视发射塔结构进行非线性数值模拟,全面研究了其抗震性能。由结构特征值分析可知,结构第一扭转振型出现在第8阶振型中,结构第一扭转周期与第一平动周期之比为0.197,满足相关规范要求。继而采用静力分析手段,计算了结构在多遇地震作用和风荷载下的位移响应。通过静力计算可知,结构天线顶点和塔体主结构顶部的层间位移均小于相应规范中规定的层间位移角限值;且与地震荷载相比,风荷载对结构起控制作用。通过结构非线性时程分析可知,在多遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构层间位移较小;在罕遇地震作用下,虽结构的层间位移有所增大,但绝大多数结构构件仍处于弹性阶段,结构具有较好的抗震性能。     

大跨度预应力刚架-索结构的设计与施工

浙江友宁钢制品厂36m大跨度刚架采用门式刚架加预应力索组成的刚架-索结构体系。首先在车间对大跨度门式刚架在不同荷载工况下的变形情况进行试验,并根据施工现场安装试验情况最终确定预应力刚架的张拉施工方法。结果表明:预应力刚架-索结构体系结构可靠,施工安装方便,结构轻盈美观,相比普通刚架,更加充分地利用了钢材的材料力学性能,具有非常明显的经济性。在施工过程中,应注意刚架性能差异导致的预应力张拉值的轻微差异。     

附加油阻尼器的非线性滞回结构系统的等价线性化方法

以安装油阻尼器的单自由度非线性滞回结构系统为研究对象,建立地震作用下该非线性结构系统的等价线性化方法。鉴于结构系统具有双非线性特征,其中油阻尼器的阻尼力与速度呈双线性关系,主体结构具有双线性滞回特征,将主体结构等价为线性Kelvin模型,附加体系分两步等价:将双线性黏滞单元等价为线性黏滞单元,得到含线性黏滞单元的附加体系与主体结构的Kelvin模型并联构成的等价模型A;基于模型A进一步求解系统的等价刚度和等价阻尼比,建立系统的等价线性化Kelvin模型,即模型B。通过共振曲线分别对模型A和模型B的精度进行了验证。考虑地震动的随机性,通过动力非线性时程分析对等价模型的阻尼比公式进行了修正。将等价线性化方法应用到性能曲线中,建立非线性结构系统的减震性能曲线绘制方法,结合性能曲线分析了油阻尼器对非线性结构的减震效果。结果表明:模型A与模型B的共振曲线与原结构均吻合,说明在非线性结构系统中将双线性黏滞单元等价为线性黏滞单元的方法可行;修正后的等价阻尼比可较好地预测地震作用下非线性结构系统的最大位移。     

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。