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。     

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。     

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...     

南开大学津南校区某教学楼消能减震分析与设计

南开大学津南校区前言交叉学科项目为混凝土框架高层结构,位于高烈度区,为进一步提高其结构抗震性能采用了消能减震技术,消能减震装置选用位移型摩擦阻尼器。小震下为结构提供附加阻尼比,结构基底剪力和层间位移角的减震效果明显。大震下摩擦阻尼器滞回曲线饱满,增设阻尼器能有效降低结构的动力响应及结构主体损伤,满足结构抗震性能指标。同时,通过设定目标附加阻尼比及预估阻尼器的利用率,利用一条地震波进行时程分析,根据相应规范公式估算结构各层所需阻尼器的规格及数量,经过本工程验证,按此方法布置阻尼器既能满足既定的目标附加阻尼比又能达到良好的减震效果。最后,针对如何快速选取减震效率高的地震波,提出相关建议以供参考。     

太原某体育馆改造加固设计

在太原某大(中)型体育馆的改、扩建设计中,对比不同阻尼比下的结构加固工程量确定加固方案,最终采用设置黏滞阻尼器的消能减震设计以使结构满足现行抗震设防要求,并显著减少了加固工程量。运用SAUSAGE结构分析软件对附加黏滞阻尼器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在小震及大震下的附加阻尼比。并以此为基础进行上部结构的改造加固设计。此外介绍了基础及屋顶网架结构的加固改造设计。     

多遇地震作用下消能减震结构附加阻尼比计算方法

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,消能减震设计计算中,主体结构基本处于弹性工作阶段时可采用线性分析方法计算,按消能减震结构总阻尼比确定地震影响系数。其中,确定消能器的附加阻尼比是计算地震响应系数的关键。基于此,总结规范方法和减震系数法两种工程中用于消能减震结构附加阻尼比计算的方法,分析两种方法存在的计算困难。由此提出适宜于计算机编程计算的自由振动衰减法,并在2个实际工程中对比这3种方法计算附加阻尼比得到地震响应的准确性。结果表明,自由振动衰减法与规范方法附加阻尼比计算结果吻合,由该阻尼比按线性分析方法计算得到的地震响应与非线性时程分析计算结果误差不大,且计算方法简便,适于工程设计;而减震系数法计算结果偏于保守,将减震系数法用于消能减震结构的计算尚有待进一步研究。     

采用粘滞阻尼器的某办公建筑消能减震设计与分析

文中以北京某办公楼采用粘滞阻尼器进行消能减震设计为例,介绍了结构消能减震设计中阻尼器的布置、时程分析地震波的选取、减震前后的效果分析及附加阻尼比的确定。结果表明,通过布置粘滞阻尼器,有效提高了结构的抗震性能,能够达到预期的消能减震设计目标。     

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。     

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...     

某医技楼消能减震设计及非线性分析

上海某医院医技综合楼项目为高层框架-剪力墙结构,采用了墙板式软钢位移型阻尼器的消能减震设计方案。为研究该方案的减震效果,利用ETABS、PKPM-SAUSAGE两种有限元软件对结构进行多遇地震和罕遇地震下的非线性时程分析,分析结果表明:PKPM、YJK等常规设计软件中等效支撑+附加阻尼比能够有效地模拟阻尼器的作用;通用有限元分析模型中非线性连接单元能有效地模拟阻尼器的作用;软钢位移型阻尼器在小震下开始屈服耗能并为结构提供附加阻尼比,采用规范法和能量法两种方法计算,计算结果表明,阻尼器能够为该高层框架-剪力墙结构提供1%的附加阻尼比;罕遇地震下,阻尼器充分耗能,且所有阻尼变形均不超过产品限值;采用消能减震方案后,结构抗震性能有了较大提高。     

金属阻尼器消能减震体系的等阻尼比设计方法

为合理有效地简化金属阻尼器消能减震结构体系的设计,提出了“等阻尼比”的设计原则,在设计性能水准的地震作用下使所有阻尼器自身的等效阻尼比相等,该原则在实际参数设计时可等价于更便于应用的“等延性系数”原则。该原则是一种概念优化设计原则,目的是使所有阻尼器都能充分发挥其阻尼耗能作用,从而以较小的代价来实现预定的减震控制效果。应用该原则可简化等效附加阻尼比的估算,并将金属阻尼器减震体系的刚度参数与阻尼参数进行解耦,使参数的确定过程更简便。基于“等阻尼比”原则,提出了金属阻尼器消能减震体系的实用设计方法,该方法采用以金属阻尼器延性系数和体系刚度特征参数为设计控制参数,以地震作用下层间位移角的性能需求为设计目标,以等效单自由度体系计算位移响应的求解模型。建立了体系等效阻尼比和等效周期的快速估算式,进而给出了两个控制参数的确定方法及阻尼器布置建议。通过对一个钢筋混凝土框架减震结构的设计和性能验算证实了所提方法的可行性与可靠性。     

附加非线性粘滞阻尼器加固结构的动力分析

结合粘滞阻尼器的力学模型,介绍了粘滞阻尼器减震结构分析与设计方法,并以某幼儿园工程为例,探讨了附加非线性粘滞阻尼器加固结构的动力特性,指出通过附加粘滞阻尼器达到了降低结构地震响应,提高结构抗震性能的效果。     

消能减震加固技术在C类框架教学楼的应用及分析

既有的C类框架教学楼,应校安工程要求进行抗震加固,其抗震设防类别由标准设防提高至重点设防,框架抗震等级由三级提高至二级,采用粘滞阻尼器消能减震加固技术,经计算分析,多遇地震下粘滞阻尼器为结构提供约15%的附加阻尼比,可以有效地减小地震作用力。消能减震加固技术相对于传统的抗震加固技术,具有减少加固工程量、缩短施工周期及减小施工作业面等优势。     

奥体体育场加固改造工程消能减震分析与设计

针对消能技术在奥林匹克体育中心体育场加固改造工程中的应用。讨论了消能减震结构的分析及设计方法和设计思路、液体粘滞阻尼器的参数选择、布置方式、消能结构构件设计方法等问题。根据不同加固方案的对比分析,在抗震加固工程中采用消能减震装置可明显减小地震力,并减小新加支撑附加给既有结构的地震力。消能减震设计宜根据建筑功能要求、结构变形形式布置消能装置。     

用随机减量法计算消能减震结构附加阻尼比

在消能减震设计中,附加阻尼比直接影响到地震影响系数的大小,也是评价消能减震方案的重要宏观指标。针对现有的由结构响应计算附加阻尼比的方法存在计算繁琐且不够准确等不足,将随机减量法运用在消能结构阻尼比的计算中,即从结构的地震响应信号中提取自由振动衰减信号,从而很方便地利用对数衰减法确定消能结构的阻尼比。算例结果表明,该法可以近似地分析减震结构耗能随振动强度和时间的变化。最后采用工程实例介绍消能减震结构的分析以及阻尼比的计算方法,并通过其来评价两种消能方案,从而为消能减震结构设计提供参考。由随机减量法计算得到的阻尼比作为一个重要评价指标可以在今后的设计中应用。     

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。     

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.     

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。     

黏滞阻尼器消能减震结构在多遇地震下附加阻尼比计算方法对比研究

确定消能减震结构在多遇地震作用下阻尼器的等效附加阻尼比是消能减震结构设计的关键。较易于应用在工程实践的三种等效附加阻尼比计算方法分别为:规范反应谱法、规范时程法和时程能量比法。本文参考层模型概念给出了规范时程方法中阻尼器耗能和结构应变能的一种计算方法;讨论了能量等效的理论依据和基本假定;评述了三种方法的优缺点。为避免时程分析中地震动的离散性,本文时程分析采用了人工合成地震动。基于自主研发软件,使用上述三种方法计算了某实际消能减震结构的等效附加阻尼比,讨论了三种方法的差异。     

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。