新型NES非线性减震器构造原理及参数分析

为研究新型NES非线性减震器构造原理及参数分析,将非线性减震器安装在六层钢筋混凝土框架结构每层框架梁底部的位置,按8度抗震设防烈度设计结构,采用ABAQUS有限元分析软件对结构进行抗震性能分析.选取EL-Centro波、Taft波、汶川波,分别分析结构在不同震级、不同加速度峰值作用下的层间地震响应.分析结果表明:具有合理构造和减震参数的新型NES减震器可有效降低结构在地震作用下的加速度响应,减小结构层间位移、增大结构的自振周期,使结构可以有效地吸收消耗地震能,从而达到层间减震效果。     

调谐液体阻尼器对框架结构减震性能试验研究

针对一6层钢框架试验模型进行利用调谐液体阻尼器的减震性能试验,分别测试结构的振型和地震波激振,并对比不同方案,得到结构的频率、振型以及楼层加速度响应。结果表明:TLD对框架结构具有比较好的减振作用,具有良好的减震应用前景。     

含减振子结构的巨型框架结构模型振动台试验研究

在含减振子结构的巨型框架结构(MFVCS)中,通过在部分主、次框架的连接处,即次框架柱底部和主框架梁之间设置隔震支座,从而形成减振子结构。为研究MFVCS的减震效果,设计并制作了一个几何缩尺比为1/25的模型,通过更换最顶部的子结构柱底的支座类型,形成非减振和单减振巨型框架两个结构。通过振动台试验,得到了两结构的动力特性和加速度、位移响应,并对比分析了不同地震动作用下的减震效果。结果表明：试验过程中主体结构损伤轻微;不同地震波作用下加速度和位移峰值减震系数平均值分别为15.1%和12.3%,加速度和位移均方根减震系数平均值均为22.2%;含减振子结构的巨型框架结构具有较明显的减震效果。     

NES减震RC框架结构抗震性能研究

阐述了NES减震器的动力学原理和减震机理,确定NES减震器的频率和最优振子质量等参数。采用ABAQUS有限元软件对一栋安装NES减震器的5层框架结构进行有限元模拟分析,选取El-Centro波和卧龙波,分析其在不同地震波、不同震级、不同峰值加速度下的破坏形态、动力特性、动力响应及其变化规律。并对减震前后结构的动力反应进行对比。结果表明:NES减震系统可以大幅度减小结构的地震反应,降低结构在地震作用下的加速度响应,减小结构层间位移、增大结构的自振周期;并且NES安装位置越高,结构减震效果越好;同时NES的使用能使按7度抗震设防烈度设计的结构达到8度抗震设防的能力,降低工程造价。     

设有自适应刚度减震装置多塔连体结构的减震效应分析

提出了一种适用于减震结构不同水准抗震性能设计要求的新型自适应刚度减震装置,在不同变形下可呈现出正刚度、负刚度、准零刚度特性。基于新型自适应刚度装置的元件刚度及初始倾斜角对装置受力变形特性的影响建立恢复力模型,并进一步进行了力学参数的影响分析,得到元件刚度和初始倾斜角对装置力学性能的影响规律。最后将所提出的自适应刚度装置应用于多塔连体结构高空连廊中,对连体结构进行了不同水准地震下的动力时程分析,结果表明,新型自适应刚度减震装置适应不同水准抗震性能设计需求,并且对连廊和主体结构具有较好的减震耗能效果,可同时控制结构在地震作用下的加速度响应和连廊与主体结构的相对位移。     

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。     

钢-混凝土竖向混合框架结构抗震性能试验研究

以已有的12层标准钢筋混凝土框架模拟地震振动台试验为基础,设计并制作一个12层钢－混凝土竖向混合框架（上部4层钢框架,下部8层混凝土框架）模型,并对其进行模拟地震振动台试验,通过对加速度和位移响应的测试分析,实现对竖向混合框架结构抗震性能的评价。试验结果表明：按现行规范设计的 钢－混凝土竖向混合框架结构能够满足抗震设防要求;抗侧刚度沿竖向突变将引起上部钢框架与下部混凝土框架相交节点转角增大,由此引起上部钢框架刚体变形明显,相交节点的转动也引起相应梁端转角增大,相应位置弯曲破坏严重;当场地的特征周期与上部钢框架的基本周期一致时,上部钢框架的加速度响应将达到极值,若此时结构的抗侧刚度沿竖向突变,则上部钢框架的位移响应也将严重放大。与标准钢筋混凝土框架结构相比,钢－混凝土竖向混合框架结构的钢结构楼层位移响应和加速度响应均不同程度大于标准钢筋混凝土框架结构相应楼层,而下部混凝土结构楼层的响应则相差不大。     

多道负刚度阻尼伸臂结构减震性能的随机响应分析

针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足,引入负刚度机制,将负刚度装置与阻尼器并联,形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构,在降低阻尼需求、控制结构的风振及地震作用响应方面具有显著的优势。基于连续化的Timoshenko梁建立多道负刚度阻尼伸臂结构的简化分析模型,并通过虚拟小质量法建立核心筒-伸臂结构的状态空间方程,最终通过求解Lyapunov方程得到结构的随机地震响应。并以两道伸臂为例,对两道NSDO(简称“2NSDO”)结构、两种布置方案的混合伸臂结构进行了随机地震响应参数化分析。结果表明：与传统阻尼伸臂结构相比,合理设置的NSDO结构的减震效果明显提高,层间位移角与无控结构(仅核心筒)层间位移角之比(即层间位移角减震效果)从0.68降至0.25以下,有害层间位移角的减震效果从0.71降至0.4以下,加速度、基底剪力和倾覆弯矩的减震效果均从0.7左右降至0.5以下;对比不同的NSDO布置形式,对于有害层间位移角、...     

围护墙多功能减震结构振动台试验研究

为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。     

外套钢框架加层结构的减震效果分析

以结构的最大层间位移为控制目标,利用直接时域逐步积分法,研究了外套钢框架加层结构在常遇及罕遇地震作用下的结构响应规律,探讨了摩擦耗能装置对加层结构的抗震、减震效果.结果表明:设置摩擦耗能装置较好地控制了外套加层结构在地震作用下的位移响应和加速度响应,尤其大幅减小了结构框架柱的剪力值,为框架柱的优化设计提供了较大空间.     

颗粒阻尼器减震控制的试验研究

颗粒阻尼器是广泛应用在机械工程和航空航天领域的有效的减振控制装置,但其在土木工程中的应用还处在起步阶段。通过三层钢框架附加颗粒阻尼器的振动台试验,考察了该装置对建筑结构的减震控制效果。试验研究表明:附加很小质量比(2.25%)的颗粒阻尼器能够减小主体结构的响应,尤其是均方根位移响应,但是其减震性能受到输入激励特性的影响,也和主体结构的振动幅度有关。颗粒阻尼器在颗粒流的运动形式下能够取得较好的控制效果。     

巨型框架多功能减振结构脉动风振的随机分析

巨型框架中主框架与次框架通过减振装置相互连接,形成巨型框架多功能减振结构。通过建立该结构在脉动风作用下的振动方程,根据随机振动理论导出主、次框架位移及加速度均方差,并对该结构位移及加速度减振系数进行分析,由此提出有效的减振控制方法。     

设置阻尼负刚度系统的高层隔震结构地震响应分析

基于预压弹簧的变形受力特点设计了一种附带阻尼的负刚度系统，该系统通过预压弹簧的斜向变形出力可实现负刚度性能，并采用黏滞阻尼器提供阻尼性能。根据上述思想设计组装了负刚度模型装置并进行静力试验研究，基于试验结果提出了考虑弹簧刚度、弹簧长度、弹簧预压缩量的负刚度系统的力学模型，并进一步建立了负刚度隔震系统的动力分析模型，提出了负刚度装置的最优参数选取方法，指出了最优负刚度配比的选取由隔震支座的阻尼比决定。将所提出的负刚度系统应用于某高层隔震结构中并进行了动力分析，结果表明，附加负刚度系统不仅能够减小高层建筑在地震作用下上部结构的加速度响应、层间变形，而且可有效控制隔震层的位移响应，实现了在罕遇地震作用下同时降低上部结构的加速度响应和隔震层位移响应的目标。     

钢框架结构振动台试验及损伤分析

为了研究在地震作用下的结构响应及损伤形式,选用非完全缩尺的两榀三跨三层的空间钢框架结构,以宁河波、El Centro波和Taft波为激励进行了振动台试验。分析了该模型框架的动力性能,从加速度响应、位移响应和应变响应等方面对结构开展了抗震性能研究和损伤分析。结果表明:随着地震强度增大和结构损伤累积,结构动力放大系数减小,位移反应增大,并基于动力增量分析方法对结构的抗震性能进行评估,为今后结构抗震子结构试验分析中子结构的选取提供参考依据。     

钢框架中剪切板耗能器的减震性能研究

本文旨在分析剪切屈服板耗能器在高层钢框架中的减震性能,先介绍剪切屈服板耗能器的构造、滞回曲线和在ETABS中模拟耗能器的方法,用有限元软件ETABS建立一个18层钢框架的计算模型,输入EI-Centro波,对比原结构和A型结构顶层Y向水平位移、顶层水平速度、顶层水平加速度和层间位移角.结果表明,剪切屈服板耗能器的减震效...     

柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架抗震性能有限元分析

柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架结构（CR-RCFC）是一种新型消能减震结构体系。根据CR-RCFC摇摆机制及其节点构造,建立了CR-RCFC和常规框架的有限元模型,并对其进行地震作用下动力时程分析,得到了不同地震作用下结构的动力特性、加速度响应、位移响应和基底剪力响应,对比分析了CR-RCFC与常规框架的抗震性能,并与振动台试验结果进行对比,验证数值建模及分析结果的正确性。研究结果表明：CR-RCFC结构因节点刚度弱化、抗侧刚度降低,其地震加速度响应比常规框架的小;通过设置层间阻尼器耗能装置使得CR-RCFC结构在地震作用下的结构整体位移得到有效控制;在遭遇罕遇地震作用时,CR-RCFC主体框架保持完好,无明显损伤,抗震性能良好。     

钢桁架人行天桥TMD减振控制及测试

本文介绍了TMD减振原理,提出了TMD子结构的参数优化设计。采用Madis Gen软件对某一钢桁架人行天桥结构进行仿真分析。结果表明,在步行荷载激励下结构出现明显的共振响应,选用Kelvin模型设置TMD减振装置后,桥面加速度降低到0.6 m/s2,减振率达到了45%,最大位移0.98mm;TMD的位移幅值2.18mm。并对该工程结构的振动响应进行实时监测,发现安装TMD子结构后减振效果明显,达到了人体舒适度的规范要求,提高了行人通过时的安全感。     

钢框架-筏基结构与土相互作用试验研究

介绍了室内土槽中1∶4钢框架模型的低频激振试验,利用激振器输出地震波激振钢框架模型,拾振器测量楼层加速度和位移响应,通过频谱分析测得模型的基频和自振周期,求得减震系数。采用SAP 2000对刚性地基上模型输入与试验相同的地震波,计算出模型的基频、自振周期、顶层加速度峰值和顶层位移峰值,并与试验值进行对比。结果表明,考虑土-结构相互作用后,结构的自振周期均有所延长,刚度相同、楼层质量大的模型周期延长比较大,顶层位移峰值增大,加速度峰值减小。绘制出位移放大系数和加速度折减系数随结构刚度的变化曲线,对位移放大系数和加速度折减系数随结构 (k/m)的变化规律进行拟合,得到可供工程抗震设计参考的拟合曲线。     

装配式拼装型减震墙板框架单元性能试验研究

为研究装配式拼装型减震墙板框架的减震机理与性能,设计4榀单层单跨装配式减震墙板框架、普通墙板框架和空框架模型试件,通过低周反复加载试验对比研究其破坏特征、滞回曲线、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：装配式拼装型减震墙板框架滞回曲线饱满、耗能能力强;拼装型减震墙板所提供的附加抗侧刚度和水平承载力有限,释放对装配式框架的过强约束作用,从而减轻或避免普通填充墙板附加刚度效应所带来的结构抗震不利影响;无论拼装与否,减震墙板通过合理构造与设计均可减小或避免大位移加载工况下墙板自身的破坏;拼装型减震墙板应注意墙板施工精度控制,否则会影响其减震性能,导致不必要的墙板破坏。     

多层摩擦耗能减震结构的减震分析

在钢筋混凝土结构的层间恢复力模型采用线性强化弹塑性模型的基础上．从多自由度的角度对摩擦耗能减震结构进行减震分析。(1)以结构位移为考查目标，通过计算分析了多层摩擦耗能减震结构在地震波作用下，支撑刚度、耗能装置起滑位移对结构减震效果的影响及规律。(2)给出支撑刚度和耗能装置起滑位移偏差对摩擦耗能框架在地震作用下的反应偏差的分析方法，根据分析结果可以得知摩擦耗能支撑参数偏差对此类摩擦耗能框架地震响应的影响显著程度。