屈曲约束支撑与黏滞阻尼器联合在某医院业务用房减震效果的应用研究

主要针对屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合在框架结构中的应用做了深入研究,介绍了屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合减震结构的设计分析方法,对比分析了纯框架、屈曲约束支撑(BRB)+框架结构、黏滞阻尼器+BRB+框架结构在多遇地震作用下的地震响应;并对比分析了纯框架、黏滞阻尼器+BRB+框架结构在罕遇地震下的地震响应,分析了联合减震结构的屈服机制。结果表明,采用屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合的减震结构减震效果显著,研究结果为该医院业务用房减震设计的可行性给出了理论依据。     

减震技术在高烈度地区体育馆中的应用分析

随着社会的发展,目前很多大型综合场馆为了满足不同建筑使用功能,往往设计成大跨度,大开间的复杂结构体系,因此整体抗震性能大打折扣,尤其在高烈度地区。为了满足当前建筑结构的抗震需求,主体结构需引进抗震减震措施,以降低地震对建筑的破坏作用并保证结构在地震作用下的安全性。通过对位于高烈度区海口体育馆看台结构部分传统抗震框架—剪力墙结构体系与减震方案框架—屈曲约束支撑以及黏滞阻尼墙结构体系在多遇地震,设防地震以及罕遇地震作用下各抗震指标的对比分析,表明屈曲约束支撑以及黏滞阻尼墙在不同地震作用下,耗能充分减震效果明显,有效减小了主体结构构件的损伤,体现了良好的耗能机制,为消能减震技术应用于大型体育馆工程提供了参考。     

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。     

剪力墙结构三种典型黏滞型消能减震设计方案对比分析

介绍剪力墙结构中的三种典型消能减震设计方案,分别为连梁型黏滞消能器方案、黏滞阻尼墙方案和采用增幅机构的黏滞消能器方案。对三种方案进行了多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比分析三种消能减震方案的减震效果。结果表明,三种方案均有较好的消能减震效果,采用增幅机构的黏滞消能器方案减震效果较好,但成本较高;黏滞阻尼墙方案造价较高,减震效果相对较差,但其对建筑功能的影响较小;连梁型黏滞消能器方案减震效果较好,造价较低,但其布置受到连梁高度的限制。     

湖北省科技馆混合减震巨型结构动力弹塑性时程分析

湖北省科技馆采用巨型钢框架-支撑结构体系,存在尺寸突变、扭转不规则、楼板不连续等不规则项,属于超限结构.为改善结构抗震性能,采取混合减震措施,在结构内布置屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙2种消能减震器.采用ABAQUS软件对结构进行施工模拟分析及动力弹塑性时程分析,研究罕遇地震作用下屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙混合减震效果,并给出定量评估,包括结构位移响应、构件损伤、能量耗散分布等.分析结果表明:2种消能减震器布置于结构薄弱位置,在提供结构刚度的同时,罕遇地震作用下作为结构第一道抗震防线,防屈曲耗能钢板墙产生良好的屈服塑性变形,屈曲约束支撑滞回耗能显著,有效保护了主体结构.     

某偏心框架混合减震结构弹性与弹塑性动力时程分析

针对某工程的位移比和位移角超限等问题,本文采用消能减震技术对其进行振动控制,具体方案为结构安装屈曲约束支撑和黏滞阻尼器。对原结构和减震结构进行了弹性和弹塑性动力时程分析,对比了两种结构体系小震、大震下的计算分析结果,并在罕遇地震作用下对原结构和减震结构进行了抗震性能评估。结果表明:屈曲约束支撑和黏滞阻尼器有效控制了结构的扭转效应和层间位移角,改善了结构的塑性损伤情况,从而提高了结构在地震作用下的抗震性能。     

屈曲约束支撑装配式钢结构减震设计

本文结合工程实际,介绍了屈曲约束支撑在上海某高层装配式商业建筑结构设计中的应用。进行了多遇地震作用下的反应谱分析、多遇地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,研究屈曲约束支撑在不同地震水准作用下的性能并指导工程设计。时程分析的结果表明:多遇地震作用下,屈曲约束支撑处于弹性状态,提供了良好的抗侧刚度,结构的最大层间弹性位移角为1/558,小于1/250,满足规范要求;罕遇地震作用下,结构的最大弹塑性层间位移角为1/86,小于1/50,满足规范限值要求。屈曲约束支撑在罕遇地震作用下进入塑性状态并耗能,结构塑性变形引起的耗能仅占结构总耗能的6%左右;结构构件的损伤程度低。屈曲约束支撑工作状态良好,发挥了良好的耗能机制。     

多层钢筋混凝土框架结构减震方案对比分析

某3层幼儿园建筑,采用钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为8度(0.30g),抗震设防类别为重点设防类,为了满足建筑净高和使用要求,减小框架柱截面,拟在结构中设置消能减震构件,故对比分析了分别在结构中设置防屈曲支撑(BRB)、金属剪切阻尼器(SD)、黏滞阻尼墙(VDW)的模型。通过无控模型、BRB模型、SD模型以及VDW模型在多遇地震下的弹性时程分析,对比了周期、层间位移、层剪力以及减震率;通过罕遇地震下的弹塑性时程分析,比较了层间位移、层剪力以及消能减震构件的耗能。经过分析比较,给出了BRB、SD、VDW在多遇地震、罕遇地震下的作用特点,为后续类似项目的消能构件的选型提供参考。     

基于能量的不同类型耗能支撑对钢框架抗震性能的影响

为对比分析金属屈服型、黏滞阻尼型及摩擦型这三种不同的耗能支撑的减震效果,运用ABAQUS软件进行有限元建模,较为准确地模拟了三种支撑以及钢材的滞回行为。以一个10层钢框架结构为例,在层间位移角为1/50时支撑单周耗能相等的前提下,对设有这三种类型的耗能支撑的钢框架在罕遇地震作用下的减震效果进行了对比,得到了钢框架结构和耗能支撑在罕遇地震作用下的变形及损伤耗能规律。用逐步增量动力分析法,对结构进行了结构易损性分析。结果表明:耗能支撑的运用,可以不同程度地减小钢框架结构在地震作用下的变形和损伤,实现结构更高的抗震性能目标。综合分析研究结果表明,屈曲约束支撑和摩擦型支撑减震效果相近,黏滞阻尼支撑减震效果最好。     

某裙房结构大跨度空间改造与减震设计

以某酒店裙房框架结构大跨度空间改造为研究对象,为保证大跨度空间改造后满足结构抗震要求,采用黏滞阻尼器和防屈曲支撑的混合减震控制方案对该裙房框架结构进行减震控制研究,分析了减震框架结构的动力响应和阻尼装置的耗能性能。研究结果表明:混合减震控制方法能有效提高裙房大跨度空间结构的抗震性能,多遇和罕遇地震作用下的减震效果分别达到27.51%和46.52%;黏滞阻尼器在多遇和罕遇地震作用下均发挥了良好的耗能性能;防屈曲支撑在多遇地震作用下作为钢支撑为结构提供刚度,但在罕遇地震作用下亦发挥了良好的耗能性能,表明所提减震控制方案可对结构同时附加刚度和阻尼。本文研究成果可为类似结构大跨度空间改造提供参考。     

采用BRB的建桥合一高铁站房结构耗能减震分析

针对已有建桥合一的高铁站房结构,本文提出了基于屈曲约束支撑的站房结构耗能减震技术方案。通过对设置屈曲约束支撑的站房结构进行动力特性分析、多遇地震的反应谱分析和罕遇地震的动力弹塑性时程分析,探究屈曲约束支撑对于高铁车站结构抗震性能的影响,以验证屈曲约束支撑在车站结构的可行性。结果表明:建桥合一的高铁站房设置屈曲约束支撑,在多遇地震作用下可减小地震响应,在罕遇地震作用下可减轻结构塑性铰的屈服程度,避免站房结构的柱产生塑性铰。     

混合减震技术在某单跨框架加固改造项目中的应用

介绍了某单跨框架结构的加固改造方案选型。原有建筑为地震高烈度区的办公类钢筋混凝土建筑。由于建设时间早,其主要结构构件混凝土强度低,无法满足现行规范的抗震要求。根据本项目特点,提出两种加固方案:第一种为增大构件截面并增设钢支撑的抗震加固方法;第二种为黏滞阻尼支撑和屈曲约束支撑的混合减震方法。分析结果表明,抗震加固方案所需构件截面尺寸大,且在基础部位形成较大面积的零应力区;相比之下,混合减震加固方案用屈曲约束支撑代替钢支撑,并增加黏滞阻尼支撑消耗地震能量,可使构件截面加固量小、节省工程造价,且基底零应力区面积小于15%,满足抗震规范要求。对混合减震方案进行不同地震作用下的耗能分析,随着地震作用强度的增加,耗能呈增加的趋势。通过混合使用屈曲约束支撑和黏滞阻尼支撑,实现了耗能减震的性能化设计目标。     

新型开槽式防屈曲耗能支撑力学模型研究及应用

采用双线性模型模拟新型开槽式防屈曲耗能支撑的滞回性能,在此基础上,应用PERFORM 3D软件对布置新型开槽式防屈曲耗能支撑结构和无支撑结构进行多遇地震和罕遇地震作用下的非线性时程分析,研究结果表明:双线性模型模拟的滞回曲线与试验滞回曲线吻合较好,分析时采用双线性模型模拟阻尼器的滞回性能是可行的;在罕遇地震作用时新型开槽式防屈曲耗能支撑能吸收较多的地震输入结构能量,减小结构构件产生塑性变形,保护主体结构安全。     

宁夏卫海财富大厦消能减震设计

宁夏卫海财富大厦设计之初面临扭转严重、多遇地震下结构层间位移角超标等问题。采用同时安装屈曲支撑、普通支撑和黏滞阻尼器的组合应用消能减震方案,并进行反应谱计算和弹性及弹塑性时程计算。计算表明,多遇地震时通过发挥支撑的刚度调整功能和黏滞阻尼器的耗能功能,较好地解决了前述问题;罕遇地震时同时发挥屈曲支撑和黏滞阻尼器的耗能功能,较好地保护了主体结构,实现了设计目的。该方案及其设计实现过程,对框剪结构消能减震设计具有一定的借鉴意义。     

布置黏滞阻尼器的格构式拱形刚架减震控制研究

将黏滞阻尼器引入格构式拱形刚架,分析了阻尼器对结构平面内地震响应的控制效果。通过动力时程分析,研究了多遇地震作用下阻尼器减震效果随阻尼器布置位置、阻尼系数及结构关键参数取值的变化规律;揭示了罕遇地震作用下黏滞阻尼器对结构受力性能的改善机理。研究结果表明：在结构拱柱连接处附加黏滞阻尼器,其竖向减震效果较横向更显著;随阻尼系数的增加,位移减震率先上升后平缓甚至下降;罕遇地震作用时,在体系层面,黏滞阻尼器有效地降低了结构的整体变形;在构件层面,黏滞阻尼器改善了拱脚杆件塑性程度,使结构各构件受力更均匀。     

屈曲约束支撑应用于钢筋混凝土框架加固改造项目的减震效果分析

将屈曲约束支撑应用于钢筋混凝土框架加固改造项目。根据原结构地震动响应特性,选取变形不利位置布置支撑,分别进行多遇地震下的反应谱法计算和罕遇地震下的动力时程分析。结果显示,屈曲约束支撑在小震下保持弹性状态,大震下进入屈曲滞回状态,布置支撑后,结构的扭转特性得到明显改善,层间位移角满足规范要求,而且显著减少了加固工程量,体现出良好的耗能减震效果。     

基于刚度比设计的屈曲约束支撑-混凝土框架抗震性能研究

为研究刚度比对屈曲约束支撑—混凝土框架结构体系的影响及其合理的取值范围,分别设计了初始层间位移角不同的三种混凝土框架结构,通过多遇与罕遇地震作用下的动力时程分析,研究了不同刚度比对框架结构层间位移角、层间剪力、支撑滞回耗能率、塑性损伤分布等抗震性能的影响。根据分析结果,给出了屈曲约束支撑与框架部分刚度比合理的取值范围。     

高烈度地震区带黏滞阻尼墙和防屈曲支撑框架结构的组合应用研究

为解决高烈度地震区框架结构抗侧刚度小、冗余度较低的问题,提出对框架结构增设黏滞阻尼墙与防屈曲支撑(BRB)的方法来提高其抗震性能。阐述了黏滞阻尼墙和BRB的工作机理,并结合工程实例分别对框架结构进行四种工况下(纯框架结构、带黏滞阻尼墙的框架结构、带BRB的框架结构、带黏滞阻尼墙和BRB的框架结构)的小震、中震和大震抗震性能研究。结果表明,在小震和中震作用下黏滞阻尼墙和BRB既能提高框架结构的抗侧刚度,又能更好地耗散能量,框架结构抗震性能较好,两者能够有机地结合起来;在大震作用下,黏滞阻尼墙和BRB滞回曲线饱满,耗能效果明显,是一种值得推广的方式。     

屈曲约束支撑在钢框架办公楼抗震加固中的应用

屈曲约束支撑在承受拉力或压力时,均表现出良好的滞回性能和耗能能力,具有较好的抗震性能。本文结合某5层钢框架结构办公楼的抗震加固实例,阐述了屈曲约束支撑加固方案具有的优势及支撑布置原则。采用SAP2000建立了结构加固前后的有限元模型,并对其进行了反应谱分析和非线性时程分析。结果表明:多遇地震作用下结构的抗侧刚度增加,扭转性能得到了较好的改善;罕遇地震作用下支撑率先屈服耗能,有效地减小了结构地震反应,提高了结构整体刚度和承载力。     

自复位黏滞阻尼器的构造设计与抗震韧性提升

为提高建筑结构抗震韧性，提出了一种将环簧阻尼器和黏滞阻尼器并联的自复位黏滞阻尼器构造，分析其工作原理，在元件和构件层次分别进行了静力和动力试验研究。试验结果表明：自复位黏滞阻尼器构造合理，在不同振动频率下表现出良好的自复位能力与无损伤耗能能力。采用基于性能的塑性设计方法，设计了屈曲约束支撑钢框架、自复位环簧支撑钢框架和自复位黏滞阻尼支撑钢框架，对比分析不同结构体系的地震响应。分析结果表明：基于性能的塑性设计方法可以实现自复位黏滞阻尼支撑钢框架的性能目标；在一致的性能目标下，自复位黏滞阻尼支撑钢框架相比自复位环簧支撑钢框架具有更低的承载力需求，降低了结构用钢量，同时降低了楼层加速度响应，减少非结构构件损失；相比屈曲约束支撑钢框架，具有与之相当的消能减震效果，同时能够有效地控制结构残余变形，进而提高结构的抗震韧性。