设备隔震的窑尾结构地震反应研究

根据窑尾结构设备质量大、结构高的特点,提出通过对窑尾结构主要设备支座处设置隔震支座,达到对窑尾结构消能减震的目的。采用SAP2000有限元软件分别建立传统的窑尾结构模型和设置隔震支座后的窑尾结构模型,进行模态分析、地震反应谱分析和动力时程分析。结果表明,提出的设备隔震方法对窑尾结构具有较好的减震控制效果,窑尾结构的基底总剪力、各层位移和层间位移角均有明显减小,为同类上部荷载较大的工业建筑抗震设计提供了一种新的消能减震方法。     

设置粘滞阻尼器的超高烟囱减震控制研究

根据悬挂式钢内筒烟囱结构的特点,提出了在烟囱结构止晃点处设置粘滞阻尼器的消能减震方法。采用有限元软件SAP2000分别建立了传统的烟囱结构模型和设置粘滞阻尼器的烟囱结构模型,进行了模态分析、多遇和罕遇地震作用下时程分析和地震反应谱分析。结果表明,提出的在各止晃点设置粘滞阻尼器的方法对烟囱结构具有较好的减震控制效果,烟囱结构的基底总剪力、平台层水平位移、混凝土外筒顶点位移和加速度均有明显减小。为同类超高烟囱抗震设计提供了一种新的消能减震设计方法。     

大底盘框架结构的减震性能分析

将层间隔震和消能减震技术混合运用在大底盘框架结构中,利用结构有限元分析软件SAP2000对某10层大底盘单塔框架结构进行实例分析,分别建立结构的层间隔震模型和混合减震模型以及通常情况下的抗震结构模型,并分别进行在罕遇地震作用下的动力时程分析。通过层间位移、楼层剪力和楼层相对加速度的对比,不仅可以详细了解混合减震结构的减震性能,还可了解到一些非常有益的结论。     

消能减震在基于性能的抗震设计中的研究

消能减震设计是基于性能抗震设计的一个实现手段,它是传统的抗震设计的深化,代表了未来抗震设计的发展方向.通过对结构体系的动力计算模型的分析,得出阻尼比对结构的影响至关重要,以简化的方法计算结构的等效阻尼比.通过算例,对钢筋混凝土规则框架进行基本性能目标与重要性能目标的消能减震时程分析.实例分析证明,安装阻尼器后的结构,位移、加速度和层间位移角明显减小,并从投资效益方面作了对比,说明消能减震技术具有较大的实用性.     

消能减震框架结构减震控制

针对高层消能减震框架结构的减震控制问题,根据工程经验以及不同的抗震思想,提出了顺序添加控制、最大层间位移控制和滞回耗能控制三种减震控制方法,并运用PERFORM-3D有限元软件对各种减震控制效应进行了弹塑性能量响应分析.结果表明,三种减震控制方法均可有效地将地震响应缩减到一定的范围内,实现了结构的震动控制;滞回耗能控制方法优于最大层间位移控制方法,而最大层间位移控制方法又优于顺序添加法;在结构横向及纵向空间较为复杂的情况下,采取滞回耗能控制方法更为科学合理.     

基于等效线性化方法的软钢阻尼器结构设计方法

结构进行消能减震设计的关键是准确合理估计消能器的动力行为,位移型消能器的等效刚度及其附加给结构的有效阻尼比与结构位移大小有关.该文提出一种基于等效线性化方法的消能减震结构设计方法,该方法可迭代计算出消能器的等效刚度及其附加给结构的有效阻尼比,从而可采用基于弹性理论的振型分解反应谱法计算消能减震结构的地震反应,并采用一工程实例验证了该设计方法的正确性与有效性.     

新型消能伸臂体系的抗震性能

将某60层超高层建筑简化为带两道伸臂的分析模型,基于将抗震性能影响的赘余伸臂设计成消能伸臂的理念,提出了粘滞阻尼器型与防屈曲支撑型两种新型消能伸臂体系,对其在地震波作用下的层间位移角、楼层加速度和能量响应进行分析.结果表明:新型消能伸臂体系对层间位移角和楼层加速度均有较好的减震效果;防屈曲支撑型对减少层间位移角响应更为有效,而粘滞阻尼器型则对楼层加速度的减震效果略优.两种新型消能体系均能减少地震输入能和充分发挥阻尼器耗能,从而有效减少结构动能和应变能,其中尤以防屈曲支撑型为优.因此,在工程实践中优先推荐使用防屈曲支撑型,对舒适度要求特别高的可选用粘滞阻尼器型.     

高烈度区某高层住宅隔震设计应用与分析

位于9度抗震设防区的西昌市某高层住宅结构,采用传统抗震设计方法抗侧力构件尺寸过大,层间位移难以控制,提出采用隔震橡胶支座的基础隔震形式进行设计和分析。通过Midas-Gen建立该结构三维有限元模型,综合考虑隔震层偏心率、抗风等要求,计算了结构水平向减震系数、隔震支座极限应力和上部结构层间位移角等指标。分析结果表明:通过基础隔震设计,隔震层最大偏心率为0.65%,隔震结构X、Y两个水平方向的基本自振周期分别延长至原结构周期2.55倍和2.74倍;隔震后层剪力减少最大超过65.5%,层倾覆力矩减少超过66.0%,水平向减震系数为0.351;在设防地震和罕遇地震作用下隔震支座位移满足要求,且支座拉应力最大仅为0.91 MPa;在多遇地震作用下,结构隔震前的层间位移角不能满足规范要求,隔震后的最大层间位移角为1/1 306。研究结果表明了位于9度区高层住宅,通过合理的基础隔震设计,可以明显降低上部结构响应,结构设计满足规范要求。     

摩擦耗能支撑减震结构参数研究

文章系统地研究了摩擦耗能支撑(FDB)参数对多层摩擦耗能支撑结构(FDBF)减震效果的影响.以结构顶层位移、层间位移和基底剪力为减震效果评价指标,通过对大量多层FDBF模型进行地震激励下的动力时程分析,全面考察了FDB 4个重要参数--布置方式、滑移力、支撑刚度、起滑位移--对结构减震效果的影响和规律.对原结构选取减震方案,并绘出结构中各层FDB的滞回曲线,从而直观反映了FDB的耗能性能.最后,对已有的FDB参数范围进行修正和完善,建议了选取FDB参数的总原则.     

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。     

火电厂钢框排架-消能支撑结构低周往复加载试验

为研究钢框排架-消能支撑结构的抗震性能,以某钢结构火电厂主厂房为原型并采用防屈曲支撑作为消能装置,设计了1榀5层的钢框排架-消能支撑结构试件.通过低周往复加载试验,分析其破坏机制、滞回性能、刚度退化规律、层间变形及防屈曲支撑耗能能力.试验结果表明:钢框排架-消能支撑结构具有较高的抗侧刚度及承载能力.模型试件滞回曲线呈饱满的梭形,等效黏滞阻尼系数达0.262,位移延性系数超过3.53,表现出良好的耗能及延性性能.试验过程中,防屈曲支撑可在较小加载位移时先于主体梁柱进入屈服且塑性耗能特征明显,增加了结构阻尼且耗能稳定,有效提高了结构抗震性能.     

单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成,地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系,其中蕴含了丰富的减隔震机理,而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能,基于先前研究内容对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行了振动台试验。将三条地震波缩尺并调整地震动峰值加速度（PGA）后输入,分析木架在单向地震激励下的动力响应。试验结果表明,当输入地震动加速度较小时,三条地震波作用下木架响应都较小,当输入地震动加速度较大时,三条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应;木架层间位移角主要由柱架层提供,且随着PGA增大,铺作层层间位移占比减小,柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应,进而分析木架表现出的滞回特性,结果表明在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度,在柱摇摆后滞回曲线呈现二阶刚度,在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度;同时对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行了分析,结果表明,随PGA增大,柱脚摩擦滑移耗能占比越大,且PGA越大,柱架层摇摆耗能占比越大,铺作层耗能占比越小。     

带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙抗震分析

为了分析带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙的抗震性能,采用ABAQUS有限元分析软件,在低周往复荷载下,对4个不同设计参数的试件进行了破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、强度退化及刚度退化的研究,得出各试件应力云图、骨架曲线和滞回曲线,计算出承载力和位移延性比.结果表明,该组合剪力墙的承载力较高,刚度较大,耗能能力强,延性较大,抗震性能良好;随着钢板数量的增加,结构的承载力、耗能能力均提高,但延性下降,外包混凝土能大大提高结构的承载力和耗能能力.     

屈服耗能隔墙的减震性能

将消能减震概念应用于非结构构件,提出一种屈服耗能隔墙。该隔墙在小震下为主体结构提供可量化的刚度支持,大震时提供可调节的耗能能力支持。通过对屈服耗能隔墙试件进行不同耗能元件数量下的静力往复试验,研究了该类型隔墙的消能机理与破坏模式,并基于IDARC程序中的柱单元对试件进行模拟,获得了消能元件数量与隔墙滞回参数之间的量化关系,提出了在IDARC程序中模拟设置屈服耗能隔墙的方法。通过对一个6层钢筋混凝土框架进行不同屈服耗能隔墙设置方案下的动力时程分析,发现屈服耗能隔墙的设置能够有效减小结构的地震反应、降低结构的损伤;框架中耗能隔墙数量的增加会使结构的层间位移显著减小,而隔墙数量相同时,隔墙中耗能元件数量的增加并不会导致结构层间位移发生明显变化。     

高层结构屋顶构架风振控制设计与研究

以合景大厦为工程背景,介绍了屋顶构架风振控制设计,并给出了基于弯曲错动耗能的阻尼片的试验性能分析及屋顶构架控制的数值计算结果.分析结果表明:增加阻尼材料厚度和钢板厚度均可增加阻尼片的耗能能力;在结构中布置阻尼片可以有效地降低屋顶构架及结构顶层的动力响应,能够较好地改善屋顶构架的层间相对位移,满足结构舒适度要求.构架层间位移角最大控制效果为41.4%,构架顶点位移响应最大值控制效果为13.9%,结构顶点加速度响应最大值控制效果为38.3%.在本工程采用的耗能减振技术,具有明显的技术经济效益.     

加密预制构造柱约束砌体结构抗震性能

随着建筑产业化的兴起,预制式构造柱约束砌体结构受到越来越多的关注。为验证预制构造柱约束砌体结构的抗震性能以及其改进构造柱布置方案的效果,采用数值模拟方法对6度区与7度区两组模型的静动力弹塑性抗震性能进行了分析,对比了现浇构造柱、预制构造柱、加密预制构造柱模型的变形能、层位移、层间位移角以及结构整体耗能特征。分析表明：采用加密构造柱的改进方案并未明显改变原预制构造柱约束砌体结构的整体刚度,但可大幅度提高其耗能能力,使之与现浇构造柱砌体结构模型基本相当,该改进方案可作为预制构造柱约束砌体结构的设计规定在村镇建筑中使用。     

基于性能的屈曲约束支撑与黏滞阻尼器组合减震结构设计方法

基于结构自振周期及阻尼比变化对结构地震作用的影响规律,推导屈曲约束支撑(BRB)与黏滞阻尼器(VD)组合减震结构单自由度体系位移降低率及地震剪力降低率计算公式,绘制组合减震结构在目标位移降低率及目标剪力降低率下的减震性能曲线,提出基于性能的组合消能减震设计方法,采用工程算例验证该设计方法的有效性,并提出组合减震设计方法...     

Topology optimization of supporting structure for seismic response reduction of an arch

A flexible supporting structure that reduces seismic response of an arch is proposed. Topology and cross-sectional areas of the supporting structure modeled as a truss structure are optimized through two steps of static and dynamic optimization problems. In the first step, a flexible supporting structure that has diagonal displacement at the top under horizontal load is obtained by solving static optimization problems. Then, in the second step, the cross-sectional area of the flexible member is optimized to minimize the seismic response acceleration of the arch evaluated by the complete quadratic combination (CQC) method. Time-history seismic response analysis is carried out to show that the response in the normal direction of the roof successfully decreases due to flexibility of the supporting structure; in addition, installing passive energy dissipation devices into the flexible supporting structure is very effective in reducing the tangential response of the arch.     

盐渍土环境下聚丙烯纤维混凝土柱抗震性能

为了研究盐渍土环境耦合荷载下聚丙烯纤维锂渣混凝土(PLiC)柱的抗震性能,以侵蚀天数、轴压比、耦合应力比为主要变量,设计并制作8根PLiC柱试件和3根钢筋混凝土(RC)柱试件.采用8.3%(质量分数)NaCl+10%(质量分数)Na₂SO₄的溶液,浸泡施加持续荷载后的试件.在浸泡侵蚀完成后,分别对11根试件进行低周往复循环荷载试验,分析各试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性及刚度退化等,明确PLiC柱和RC柱在不同变量下延性及耗能能力的变化规律.结果表明,PLiC柱的耐盐渍土侵蚀性能优于RC柱.随着侵蚀时间的增加,PLiC柱和RC柱耗能能力均出现先下降后上升的趋势,延性均持续下降,PLiC柱的下降幅值小于RC柱.当轴压比从0.2增加至0.3时,PLiC柱在相同加载位移时的总耗能增大.随着耦合应力比的增大,试件的耗能、刚度退化均呈现下降的趋势.     

后张预应力摇摆墙动力耗能机制分析

为分析后张预应力摇摆墙的墙-基摇摆碰撞冲击阻尼在地震动能量输入中的能量耗散贡献。基于ABAQUS建立摇摆墙精细化模型,结合模态分析确定摇摆墙结构动力特性,模拟发生大侧移下摇摆墙自由衰减振动,获得墙顶位移、速度和加速度动力时程响应,以摇摆墙恢复系数作为冲击阻尼量化指标,综合评价了不同高宽比和预应力水平摇摆墙的包含碰撞耗能多机制耗能能力。结果表明：所提出的模型能够精确还原摇摆墙试验模型的动力响应;高宽比对摇摆墙动力特性影响显著,减小高宽比可明显提高碰撞耗能占比,最高为78.3%;初始预应力水平对摇摆墙动力特性和自由衰减振动响应影响并不明显,但可显著提高耗能能力,将耗能占比提高至36.8%。