Zn-22Al阻尼器减震性能的数值研究

探讨了超塑性Zn-22Al合金阻尼器的减震效果。以一个九层钢框架结构为算例,采用通用有限元分析软件,选用三条地震波,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。通过对算例顶层、中间层和底层进行计算分析,结果表明这种材料具有很好的减震性能,可用于结构减震。     

新型Zn-22Al合金阻尼器的减震性能分析

根据Zn-22Al合金板平面内受力可提高初始刚度,通过改变合金板平面几何形状来提高屈服耗能能力的思想,提出一种可通过同时产生弯曲变形和剪切变形来实现耗能的新型Zn-22Al合金阻尼器,并利用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟分析,计算结果表明这种阻尼器初始刚度较大,滞回曲线饱满、耗能效果好。在此基础上,对安装与未安装该种阻尼器的钢框架结构进行多遇和罕遇地震作用下的动力有限元模拟计算,从位移反应、加速度反应、层间位移角、柱底剪力4个方面对上述2种框架结构的计算结果进行比较分析,结果表明该阻尼器对结构具有明显的减震效果,是一种有效的耗能减震装置。     

钢框架减震结构性能提升设计与分析

为研究黏滞阻尼器对钢框架结构抗震性能的提升水平，以1栋5层钢框架结构为研究对象，采用黏滞阻尼器对结构进行性能提升设计，对比结构在减震前后的关键结构响应(层间位移角、楼层加速度、楼层剪力等)，分析了结构的损伤状况。结果表明采用黏滞阻尼器能够很好的控制结构的损伤，减小结构的层间位移角、楼层加速度、楼层剪力。采用减震技术后，结构在大震下最大层间位移角得到较好的控制，塑性铰明显减少。除屋面层以外，结构各层的加速度均未超过4m/s²。阻尼器分担了较多的地震作用，大震下结构基底剪力明显减小。减震设计较好的提升了结构的抗震韧性，文中的研究可为钢框架减震结构设计提供参考。     

布置金属阻尼器的RC掉层框架结构减震性能分析

掉层框架结构由于上接地端的强约束作用,与一般框架结构相比抗震性能更差,上接地柱破坏严重。为研究布置金属阻尼器对改善掉层框架结构抗震性能的影响,对掉2层3跨的RC掉层框架结构振动台试验进行数值模拟验证模型的准确性;按现行规范设计了6个不同形式的RC掉层框架结构算例,基于减震性能曲线法确定RC掉层框架结构中金属阻尼器的布置方式,对比分析结构的动力响应评价其减震效果。结果表明：以减震性能曲线法布置金属阻尼器能有效提高RC掉层框架结构的抗震性能,能达到预期的性能目标;布置金属阻尼器的掉层结构上接地端层间位移角和层间扭转角不再发生突变,楼层各项指标分布更加均匀;罕遇地震作用下,金属阻尼器进入屈服阶段后,平均消耗地震动能量达60%,减震效果显著;金属阻尼器可有效降低掉层结构的梁柱塑性铰产生数量并延缓其发展速率,延缓结构的刚度退化。     

某框架结构采用复合型铅黏弹性阻尼器减震分析北大核心CSCD

复合型铅黏弹性阻尼器是综合利用多种耗能机制的新型阻尼器,针对其在结构中的模拟及减震性能的把握是实际设计应用中的关键问题。结合某4层框架减震实例,通过对设置复合型铅黏弹性阻尼器减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力时程分析,考察了阻尼器在减震结构中的耗能表现及减震效果。结果表明,复合型铅黏弹性阻尼器用于钢筋混凝土框架结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,保护主体结构的安全,实现结构"强柱弱梁"的屈服机制。     

某框架结构采用复合型铅黏弹性阻尼器减震分析

复合型铅黏弹性阻尼器是综合利用多种耗能机制的新型阻尼器,针对其在结构中的模拟及减震性能的把握是实际设计应用中的关键问题。结合某4层框架减震实例,通过对设置复合型铅黏弹性阻尼器减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力时程分析,考察了阻尼器在减震结构中的耗能表现及减震效果。结果表明,复合型铅黏弹性阻尼器用于钢筋混凝土框架结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,保护主体结构的安全,实现结构"强柱弱梁"的屈服机制。     

基于粘滞阻尼器的结构降度设计方法研究

介绍了液体粘滞阻尼器的性能及分析模型,针对设置液体粘滞阻尼器结构的特点,提出了消能减震结构基于液体粘滞阻尼器的降度设计方法。采用PKPM软件对某11层钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行降度设计,利用ETABS软件计算了安装粘滞阻尼器减震结构的地震反应,分析了减震前、后结构的内力、位移和能量变化情况。结果表明,采用液体粘滞阻尼器对结构进行降度设计是可行的,减震结构的层间位移角满足规范要求,层间剪力有一定程度的减小,阻尼器消耗了绝大分部的地震输入能量,保证了主体结构的安全。     

采用铅黏弹性连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震分析

针对高烈度区某高层框架-核心筒结构弹性层间位移角不满足规范要求,采用铅黏弹性连梁阻尼器进行消能减震设计。分别通过ETABS和PERFORM-3D软件对原结构和减震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,对比结构减震前后的地震响应并分析阻尼器的耗能表现。结果表明,铅黏弹性连梁阻尼器用于框架-核心筒结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,发挥连梁第一道防线的作用,保护主体结构的安全。     

某教学楼使用墙式金属阻尼器减震设计与分析

墙式金属阻尼器具有耗能能力强,滞回性能好,构造简单、造价低、维护方便等优点,目前已广泛应用于建筑结构的减震控制中。以墙式金属阻尼器应用于某学校教学楼的减震设计为例,介绍了墙式金属阻尼器减震结构的分析方法;在对减震结构小震的弹性和大震的弹塑性进行时程分析的同时,还对减震结构和非减震结构的抗震性能进行了对比分析。分析结果表明附加了墙式金属阻尼器后的减震结构,与非减震结构相比层间位移角减小,达到了预期的抗震目标。     

消能减震技术概要与工程实例设计分析

在建筑结构设计中,消能减震结构因其优越的抗震性能而得以广泛的运用。云南省地域内包含多条地震断裂带,消能减震技术的推广和应用有着十分重要的意义。以云南省某学校教学楼的减震设计为例,介绍消能减震技术及黏滞阻尼器;对结构进行弹塑性时程分析,对比减震与非减震结构的地震响应。分析结果表明:与传统结构相比,黏滞阻尼器的运用,减小了结构的层间位移和层间剪力,大幅度提高了结构的抗震性能。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型，通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能，并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计，以考察充分发挥其性能的工况下，两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时，调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应，调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好，具有一定的减震优势，并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽；当两者均为最优设计时，减震效果相当，但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小，可降低相对位移幅值24.5%，并且具有更好的鲁棒性。     

一种特殊构造复合型铅黏弹性阻尼器在高烈度区框架结构中的应用

以高烈度区某框架结构教学楼为背景,采用铅黏弹性阻尼器进行消能减震设计。应用PERFORM 3D有限元分析软件对结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比大震下减震结构与原结构的层间位移角等指标,评价梁柱的性能状态以及减震设备的耗能情况。结果表明,应用铅黏弹性阻尼器可以提高框架结构的抗震性能,控制结构的塑性变形,从而保证结构在罕遇地震下的安全。此外,通过计算常规黏弹性阻尼器在平面外受力情况,证明其容易导致阻尼器面外受损而影响阻尼器耗能性能,因此提出了一种特殊构造措施以防止阻尼器在平面外发生破坏。     

梁端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架抗震性能振动台试验研究

受控摇摆式钢筋混凝土框架(CR-RCF)采用梁柱铰接节点,后张预应力钢筋提供结构整体恢复力,并采用层间阻尼器耗散地震能量、控制结构整体位移。通过模拟地震振动台对比试验,研究受控摇摆式钢筋混凝土框架的抗震性能。介绍了CR-RCF结构的摇摆机制及摇摆节点的构造形式,设计了受控摇摆式钢筋混凝土框架和常规框架两个振动台试验模型,输入El Centro地震波,得到了不同地震动峰值加速度下结构的动力响应,对比分析了两个模型的振动台试验结果。结果表明：CR-RCF结构较常规框架具有更小的抗侧刚度,故其地震加速度响应更小;CR-RCF结构设置了层间阻尼器耗能装置,地震作用下的结构整体位移得到有效控制;在经历罕遇地震作用后,仅层间阻尼器进入屈服状态,主体框架承重构件保持完好,无任何损伤,表现出优异的“免损伤”特征。     

布置黏滞阻尼器的框架结构抗震性能分析

提出附设黏滞阻尼器的结构设计流程,以昆明某幼儿园工程为例,通过在结构上附设黏滞阻尼器,对比原结构和消能减震结构在地震作用下的最大层间位移角和最大层间位移,研究了高地震烈度区框架结构附设非线性黏滞阻尼器后的减震效果。结果表明:黏滞阻尼器对结构减震效果明显,合理布置黏滞阻尼器后,框架结构的抗震性能满足规范要求。研究为高地震烈度区附设黏滞阻尼器的框架结构抗震设计提供了参考。     

设置组合工字钢梁的自复位框架抗震性能试验研究

基于“可恢复功能抗震结构”的设计理念,设计并制作了一种设置组合工字钢梁的自复位框架,采用消能杆作为耗能元件,进行了由不同消能杆组成的4个自复位框架的低周往复荷载试验,在分析其受力机理的基础上,对比分析了结构的受力发展过程、耗能能力和卸载后的自复位能力。结果表明：各自复位框架的试验宏观现象基本相同,其荷载-位移滞回曲线均呈“双旗帜”形;锚固板开口后,框架的抗弯刚度由预应力钢绞线和消能杆提供;层间侧移角加载至4%时,骨架曲线仍无下降趋势,结构具有良好的承载能力和变形能力;自复位框架的塑性变形都集中于消能杆,更换消能杆后,结构的抗震性能得以迅速恢复,实现了震后易于修复的设计目标;通过对残余层间侧移角和等效黏滞阻尼系数的分析表明,结构具有良好的自复位能力和耗能能力,且框架的抗震性能主要由自复位参数确定。     

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。     

竖向不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法

考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性,采用振型反应谱法,建立结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族,即结构的层间剪力一位移需求曲线.结合结构的能力曲线,提出以楼层为研究对象的层间能力谱法.由结构的性能目标与位移延性的关系,建立性能目标与层间需求曲线的关系,从而得到考虑结构延性的层间需求曲线.通过计算分析表明,层间能力谱法可以有效的用于对竖向不规则结构进行基于性能的抗震设计,可以方便地对不同地震作用水平、不同性能目标的结构进行地震作用计算和配筋计算,并能控制结构在不同地震作用下的变形性能、塑性铰出现顺序及部位,与时程分析方法相比偏于保守,且比直接基于位移的设计方法具有明显的优势.     

一种剪切型铅阻尼器及其在某火电厂房中的应用

首先介绍了一种新型剪切型铅阻尼器,该剪切型铅阻尼器构造简单、制作成本低,性能试验表明,该阻尼器能够提供与常规剪切型铅阻尼器相近的滞回曲线。然后介绍了该剪切型铅阻尼器在某火电厂房减震控制中的应用,在小震作用下,阻尼器能够为结构提供2%附加阻尼比,非线性时程分析对此进行了验证,在大震作用下,通过Pushover分析表明,安装阻尼器后的结构具有很好的抗震性能,在震后可继续使用。     

梁柱-支撑式胶合木框架的抗震性能试验研究

为实现刚柔并济的高层胶合木结构,分别构造刚度单元和阻尼单元。刚度单元为碳纤维加固的带人字形木支撑的木框架单元,阻尼单元为刚度单元基础上增设金属阻尼器的木支撑框架单元。文章分别对一榀单层单跨刚度单元和阻尼单元进行低周往复荷载试验,阻尼单元中金属阻尼器失效后,通过焊接钢板的方式对震损阻尼单元试件进行修复,并进行与前期相同的低周往复加载试验,分析了木框架试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、强度退化、刚度退化、耗能能力等抗震性能。研究表明：碳纤维加固的木支撑不会出现失稳和劈裂破坏;增设金属阻尼器的阻尼单元滞回环更加饱满,延性系数较刚度单元提高2.68%～19.2%,显著改善了刚度单元存在的木材构件破坏现象,有效保护了木支撑与梁柱框架;阻尼器失效后,修复后的阻尼单元试件仍持有与刚度单元相当的刚度与承载力,说明阻尼器作为第一道防线破坏后,木框架仍具有一定的抗震性能,形成了以阻尼器为第一道防线,支撑-框架作为第二道防线的二道抗震防线体系。     

高层核筒悬挂结构地震响应的参数分析

本文基于地震响应时程,对高层核筒悬挂结构进行参数分析。首先给出了悬挂减振结构体系的计算模型,在此基础上给出了以主体核筒的顶点位移和基底剪力响应为综合优化目标,悬挂楼面的层间位移角为约束条件的优化数学模型,对设置于核筒和悬挂楼面之间粘滞阻尼器的刚度和阻尼系数进行优化。结果表明:存在最优阻尼器的阻尼系数,使得主体核筒的响应最小;当阻尼器的刚度较小时,可以忽略其对结构动力响应的影响;悬挂楼面的层间位移角作为约束条件,影响结构参数的优化值;通过设置合理的参数才能够同时满足优化目标和悬挂楼面的层间位移角限值。