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.     

基于耗能构件的大悬挑钢结构消能减震性能分析

以某大悬挑钢结构为实例进行分析,将屈曲约束支撑、黏滞阻尼器等两种减震装置引入结构减震之中,运用SAP2000有限元分析软件建立减震模型。通过弹塑性时程分析方法对大悬挑钢结构进行消能减震分析,对多遇及罕遇地震作用下两种减震装置在不同布置形式、不同布置位置时的减震效果进行对比分析和探讨。结果表明：通过布置屈曲约束支撑或黏滞阻尼器,可以有效减小大悬挑钢结构在地震作用下的最大层间位移角,其中屈曲约束支撑在罕遇地震下减震效果更好。黏滞阻尼器在多遇地震下减震效果更好;在多遇和罕遇地震作用下,两种减震装置均在V型布置时减震效果最优,单斜撑次之。减震装置布置在结构下部耗能能力最强。综合分析表明,黏滞阻尼器在V型布置时在多遇地震作用下即可实现耗能,为结构提供较大附加阻尼,减震效果最好。     

悬吊煤斗应用研究

简要介绍了悬吊结构的应用情况,通过论述悬吊煤斗的减震机理、地震作用的计算、煤斗的布置方案选取、吊杆、减震耗能装置及节点的设计分析等阐明了悬吊煤斗应用的必要性及可行性.     

支撑布置形式对多重抗侧力结构体系抗震性能的影响

多重抗侧力混合结构是通过楼板将半刚性连接钢框架、屈曲约束支撑钢框架和混凝土芯筒连接起来协同工作的多重抗力体系.为了比较不同支撑布置形式对该结构体系抗震性能的影响,设计了5个方案的三维多重抗侧力混合结构,利用有限元软件ABAQUS建模分析.通过罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,研究了支撑布置形式对结构变形的影响;基于能量反应的抗震性能分析,从结构整体滞回耗能占比和滞回耗能分配关系两个角度,分析了支撑布置形式对结构滞回耗能的影响.探讨支撑不同布置方式的优劣,为多重抗侧力结构体系设计提供依据.     

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。     

新型SMA耗能支撑体系

基于已有耗能支撑体系,提出了新型SMA耗能支撑体系,并对装有SMA耗能支撑体系的钢框架结构的动力特性进行了数值模拟。研究了SMA耗能支撑对减小结构顶层加速度、顶层最大位移、层间转角的作用,计算了SMA支撑的耗能作用和滞回特性.研究表明,SMA肘节式和剪刀型耗能支撑体系具有良好的耗能和减震作用,且安装简便.     

不规则结构隔震设计与研究

目的对比L型不规则隔震结构不同布置方案,确定最优方案并对最优方案进行结构减震分析．方法从建筑功能和减震效果两个方面评价3种不同方案,对最优方案进行抗风计算和地震作用下的非线性时程分析．结果不同方案会引起建筑功能和减震效果的不同,需要综合评价;L型隔震结构可以通过隔震层支座有效布置,使得结构质心和刚心尽量重合,减小了结构的扭转效应;最优方案在地震作用下的非线性时程分析结果显示结构减震效果良好,各项指标均满足规范要求．结论L型隔震结构可选用将隔震层以上结构完全连接的布置方案,既保持了良好的建筑功能,又获得了良好的减震效果,亦可以采用两个结构完全分开的布置方案．     

基于能量原理的粘弹性阻尼器优化布置

对于粘弹性阻尼器的布置优化,传统的搜索法计算效率较低.本文针对该问题提出了一种适用于初步设计的简单优化方法.首先从能量守恒的角度出发建立地震输入能量与阻尼器耗散能量之间的关系,并结合单自由度体系地震能量反应谱和阻尼器的滞回耗能特性,估算减震结构所需安装阻尼器的总数.然后以阻尼器总耗能最大作为优化目标,根据多自由度体系运动方程,推导出阻尼器在减震结构各层布置数量与结构振型间的关系,从而得出阻尼器优化布置方案.最后结合算例将本文方法与搜索法计算结果进行对比分析.结果表明本文方法能在保证一定计算精度的情况下显著地提高计算效率.     

实用粘弹性阻尼器耗能结构非平稳地震响应的快速求解

本文为提高实用粘弹性阻尼器耗能减震结构基于非平稳地震激励的响应分析效率,对实用粘弹性阻尼器单自由度耗能系统随机地震响应的数值分析方法进行了系统研究.首先,采用设置支撑的六参数实用粘弹性阻尼器进行建模;然后,利用传递函数法直接得到耗能减震结构系统瞬态响应精确解;最后,基于虚拟激励法获得了快速求解调制非平稳激励下耗能减震结构的时域瞬态响应.通过均匀非平稳和非均匀非平稳算例分析表明:该方法对于此类问题的计算具有效率高、工程应用强的特点,为设置粘弹性耗能减震结构在非平稳地震激励下的快速求解提供了参考.     

设置支撑的Maxwell阻尼耗能结构非平稳地震响应分析

为建立粘弹性耗能结构及其保护系统的抗震分析与设计方法,基于虚拟激励法和精细积分法,对设置支撑的五参数Maxwell阻尼减震结构系统进行了系统研究.首先,对设置支撑的五参数Maxwell阻尼器进行建模并引入结构动力方程中,构造设置支撑的五参数Maxwell阻尼耗能减震系统;然后,利用虚拟激励法分析结构的非平稳随机地震激励;最后,利用精细积分法解出五参数Maxwell阻尼耗能减震结构的非平稳地震响应方差.     

黏滞阻尼器在框架核心筒结构中的布置研究

为研究阻尼器在框架核心筒结构中立面和平面布置差异对减震效果的影响,使用非线性软件PERFORM-3D结合框架核心筒结构的内力重分布机制,对4种阻尼器布置不同的方案输入3条地震波进行非线性动力时程分析,对比结构的最大层间位移角、最大层剪力、塑性损伤情况、结构总能量分配和滞回耗能在结构高度上的分配,从力、位移和能量的角度综合寻求阻尼器在框架核心筒结构中的最优布置方案.     

防屈曲支撑-混凝土框排架结构抗震试验及设计建议

为了研究防屈曲支撑-混凝土框排架结构的抗震性能,以某双跨框架和排架组成的钢筋混凝土火电厂主厂房为原型,设计制作了一榀四层防屈曲支撑-钢筋混凝土框排架结构试件,通过水平静力反复加载试验,研究其裂缝开展及损伤机制、滞回曲线、刚度退化规律、结构变形能力、防屈曲支撑耗能能力等.研究结果表明:结构水平力-顶点侧移滞回曲线饱满,防屈曲支撑与主体结构协同工作性能好,可实现这种结构体系的消能减震耗能机制,实测应变和应力应变曲线得到的防屈曲支撑轴力-轴向位移曲线显示其耗能效果显著,增加结构阻尼比.针对除氧间及煤仓间底部2层的抗剪构造设计、煤仓间刚性层(由钢梁、钢支撑及混凝土梁组成)的薄弱部位设计、BRB支撑形式及单榀结构试验模型设计试验等提出了建议.     

超限高层框架结构采用粘滞消能减震支撑的抗震性能分析

针对采用粘滞消能减震支撑的超限高层框架结构抗震性能的复杂性,为了提高超限高层的抗震性能,对天津市某高校超限图书馆结构设计中结构选型、消能减震支撑的选择和布置进行反应谱和非线性时程的分析计算.分析结果表明消能减震支撑能有效地提高结构的抗震性能;粘滞阻尼器的数量不能决定消耗能量的多少,只有合理布置,才能更好地提高结构的抗震性能.     

消能支撑框架减震结构的动力时程分析

框架减震结构具有调谐质量减震、基础隔震和阻尼耗能减震等多种减震方式。本文采用消能支撑构成框架减震结构。首先建立了框架减震结构的结构动力模型得出减震结构运动方程,然后运用有限元分析软件ANSYS进行地震反应的线性时程分析,比较框架消能结构和框架抗震结构响应,结果表明,消能减震结构方案有明显的减震效果。     

高烈度区大型发电厂主厂房钢结构设计

根据8度区Ⅳ类场地1000MW发电机组主厂房钢结构工程设计实践所反映出的问题,讨论了不同地震烈度、场地类别、阻尼比和不同的结构布置形式时的地震反应;阐述了场地条件对主厂房钢结构的地震反应的影响,提出了合理的支撑布置形式;推荐了高烈度区主厂房钢结构的抗震设计时阻尼比的建议取值.可供类似工程设计和《土规》修订时参考.     

火电厂钢结构主厂房侧移类型判定方法的探讨

近年来,随着大容量火力发电机组复杂工艺要求的需要及对结构抗震研究的深入,钢结构因其自身的特点已成为大型火力发电厂主厂房的主要结构形式.主厂房钢框架结构为有支撑结构体系,结构的计算主要根据结构的形式和受力情况来确定该结构应按有侧移计算还是按无侧移计算,而不同的失稳类型对应于不同的计算模型,因此主厂房结构有无侧移失稳类型的判定就尤为重要.针对有支撑钢框架结构在常规判定方法的基础上提出了一种新的判定方法,并通过实际工程验算证实该判定方法的合理性,可供同类结构计算参考.     

大型火电厂纵向消能支撑框架结构1/8比例模型拟静力试验研究

对一6层7跨的大型火电厂主厂房纵向消能支撑框架体系1/8比例模型进行了拟静力地震反应试验,较详细介绍了模型的设计过程,介绍了水平加载和竖向加载情况及测试内容和方法,研究和比较了地震作用下三种情况的破坏过程、塑性铰出现的顺序及滞回性能,计算了耗能系数.试验结果表明,消能支撑框架体系具有较好的抗震性能,耗能系数达到5.25,耗能效果优于普通框架.试验分析还表明,消能支撑框架模型结构的破坏主要集中在底层,即底层是模型结构的薄弱层.故建议在今后的研究和应用中,应对结构的刚度分布和消能支撑的性能分布进行优化,以使结构的塑性发展比较均衡,抗震性能更为优越.最后对这种模型结构的抗震性能进行了评价,并提出了设计建议.     

框架耗能支撑体系的新型式

简要介绍了近年来国内外研制开发的框架耗能支撑体系的型式和抗震性能,并基于耗能减震机理和结构造价,提出了几种耗能支撑的新构想,以供进一步试验研究参考     

双层柱面网壳结构在BRB作用下的减震分析

运用SAP2000有限元软件对跨度30 m,长度42 m的正放四角锥双层柱面网壳建立模型,并进行模态分析和力学性能分析。在EL-Centro波作用下对支撑布置位置不同和布置数量不同时的网壳结构进行地震响应分析。结果表明：防屈曲支撑在双层柱面网壳中替换部分杆件时可以起到较好的减震效果,其中替换受力较大的腹杆要比替换其他位置杆件的减震效果要好,而在替换腹杆的不同方案中,替换了48根杆件的减震效果明显优于替换20根杆件的效果。     

多点输入下大跨空间结构的SMA阻尼减震控制研究

在考虑多点输入对大跨空间结构的不利影响下,在SMA材性试验的基础上设计了SMA阻尼杆件替换原结构部分杆件进行耗能减震控制研究.共设计了两种替换方案:一种是替换部分下弦杆,另一种是替换部分腹杆,分别比较了这两种替换方案的减震效果.结果表明,这种SMA阻尼杆件替换原杆件的方法既能对结构进行有效的减振控制,又不改变原结构的结构形式,是一种新颖而优越的耗能减震方法.