软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述

对软钢阻尼器消能减震结构进行了综述,包括国内外软钢阻尼器研究与应用状况,软钢阻尼器耗能减震结构体系的分析与设计方法及标准化发展,并提出了软钢阻尼器耗能减震技术有待进一步研究的若干问题。     

基于位移型阻尼器力学模型的消能减震设计方法

为了促进减震技术的应用,提出了一种基于位移型阻尼器力学模型和结构力学特征的消能减震设计方法。此方法避免了传统消能减震设计方法中多自由度体系与等效单自由度体系的相互转化,面向多自由度体系进行主体结构、阻尼器、连接构件一体化减震设计,与抗震设计规范和设计流程相衔接,具有较好的适用性。利用所提出的消能减震设计方法,使用墙式连接金属阻尼器,对1个8度抗震设防的4层钢筋混凝土框架原型结构进行了减震设计,得到墙式连接金属阻尼器减震结构,采用OpenSees对其进行了9度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,验证了所提出的减震设计方法的有效性。     

学校结构减震方案研究

针对高烈度区学校结构进行了减震方案分析研究。详细分析了抗震设计思路、减震设计原则、设计内容、设计方法和步骤。叙述了与传统抗震设计方法的区别和联系,附加刚度和附加阻尼比参数的主要用途和计算方式,介绍了阻尼器的主要特点和特性,提出了阻尼器的选型方法、阻尼器的参数和数量估算、阻尼器的安装位置和连接型式。为类似工程的减震方案设计提供借鉴。     

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。     

上海世茂国际广场裙房结构减震加固设计

主要介绍上海世茂国际广场裙房改建设计思路及措施,并研究相邻结构消能减震加固设计方法。采取消能减震加固设计方法,通过更替部分主楼与裙房之间的阻尼器及在裙房内新增黏滞阻尼墙的做法,将减震后的结构地震响应降低至原设计地震响应水平,从而避免抗侧力构件的加固。针对阻尼器连接的相邻结构附加阻尼比无法估算的特点,提出相邻结构减震加固目标测算法,测算裙房的等效附加阻尼比。结果表明,减震分析得出阻尼器对裙房的减震效果明显,达到了减震间接加固的效果。     

新建减震结构优化设计方法

基于隔震理论提出减震结构优化设计方法,对某8度区11层框架结构进行了减震设计,通过附加粘滞阻尼器达到设防目标,根据振型分析调整隔震层层高,使安装阻尼器楼层位置降低至底部2层;将选取的7组加速度时程曲线分为4种工况,采用ETABS对减震结构进行了多遇地震作用下的时程分析,比较了各工况下阻尼器耗能总量和最大层间位移角。研究结果表明:将主体结构与减震装置看作有机整体对减震结构进行设计可取得较好的减震效果;将隔震层主体结构抗侧刚度作为减震装置设计参数,使隔震层基本周期与场地特征周期相等可取得最佳减震效果。     

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。     

体系能力设计法在消能减震结构设计中的应用

结合基于性能抗震设计概念,介绍了体系能力设计法在消能减震结构中的应用。依据体系能力设计法建议了消能减震结构抗震设防目标,并通过算例分析给出了满足体系能力设计方法所需具备的条件。在此基础上,给出了消能减震结构设计中阻尼器分布、阻尼器参数和等效阻尼比等有关计算方法。     

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。     

某装设金属阻尼器框架结构的减震控制分析

为研究装设金属阻尼器框架结构的减震效果,以某钢筋混凝土框架结构为背景,考虑装设金属阻尼器的减震控制方法,输入地震波进行时程分析,同时对比减震结构和非减震结构的抗震性能。分析结果表明,与非减震结构相比,装设金属阻尼器的结构减震效果明显,阻尼器在不同工况下滞回曲线均匀饱满,呈现典型位移性阻尼器特征,分析结果对于金属阻尼器的应用与推广具有一定的参考价值。     

阻尼计算方法对轻钢增层结构地震反应的影响

钢结构与砖混或混凝土结构阻尼比不同,轻钢增层结构呈非比例阻尼特征.结合具体工程实例,研究了常数阻尼、Rayleigh阻尼和振型应变能阻尼这3种阻尼计算方法对轻钢增层结构地震反应的影响,分析结果可作为轻钢加层结构抗震设计的参考.     

震损钢筋混凝土结构减震加固研究进展

震损钢筋混凝土结构如何考虑损伤影响以进行减震加固设计是值得研究的问题。本文介绍了国内外相关建筑加固与减震设计的系列标准规范,基于震损结构的各种加固工况探讨了减震加固技术的适用范围,概括了国内外有关消能减震加固技术的发展及其应用于震损结构加固的研究现状,简述了灾后震损结构进行减震加固的几种设计方法,并列出了部分典型的减震加固工程实例。最后,在已有研究的基础上,指出了现阶段震损结构减震加固研究中仍存在的一些问题。     

非比例滞变阻尼线性体系的反应谱CCQC法

基于比例阻尼体系建立的振型分解反应谱法应用广泛,是各国规范常用的结构地震作用效应计算方法,直接将其用于非比例阻尼体系(如设置耗能阻尼器的结构)是不合理的.为拓展规范反应谱法的适用范围,在基于复阻尼模型的滞变阻尼模型复模态叠加法基础上,该文结合虚拟激励法和平稳随机理论,推导基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC (comple...     

培养拓展性思维的教学探索——以阻尼比对单自由度体系动力响应影响为例

土木工程属于相对比较传统的专业,主干课程以数学、力学和结构类课程为主,在课程教学中开展培养拓展性思维的教学探索,强调所学知识的综合应用。文章以工程结构中常见的单自由度体系动力响应为例进行探讨,该内容是结构动力学、建筑结构抗震等课程的基础内容。单自由度体系动力方程可简化为二阶微分方程,常见情况下阻尼比小于0.2,增大阻尼可以减小结构动力响应,课程教学中针对这个一般意义上的普通命题开展拓展性思维训练,由助教牵头学生提出问题、查阅资料并解决问题,讨论了一般小阻尼情况下的结构响应变化情况,分析了临界阻尼和过阻尼情况下阻尼与结构响应的关系,从而帮助学生正确认识阻尼在结构动力响应分析中的影响。     

跨断层隧道抗减震措施性能振动台试验研究

跨断层的隧道工程在中国高烈度地震区已经越来越普遍。针对目前土木工程抗震设计规范对跨断层隧道的不适用性,通过振动台模型试验研究了隧道结构常规与新型抗减震措施在地震动力荷载作用下的响应特性和破坏机理。结果表明：断层滑动装置在单体模型箱中模拟断层滑动状况良好;套管式可变形结构的抗减震性能最好;减震层可以提高隧道结构整体的耐震性能;减震缝通过提高隧道结构纵向自由度而减轻震害。分析了隧道结构在地震中发生破坏的初始位置与破坏过程,揭示了各种抗减震措施的作用机理。最后,将地震烈度与隧道结构破坏过程相结合,提出了各种抗减震措施的适用条件。为研发新型隧道抗减震措施与隧道抗震设防提供参考。     

几种构件的非比例阻尼比试验研究

在结构动力分析中 ,以往均假设结构的阻尼为Rayleigh比例阻尼。然而 ,大量的结构振动试验已经证明 ,结构的阻尼比对应于结构的各阶模态 ,具有非比例阻尼比特性。显然 ,Rayleigh比例阻尼与实际不符。本文对钢筋混凝土梁、框架和钢板构件的阻尼特性进行了实验研究 ,并且建立了模态试验阻尼比的数学模式     

钢板夹层阻尼高频TMD两阶段设计方法

随着工业化的发展,建筑结构逐渐轻量化,机械设备逐渐重型化、高效化,这使得机械设备高频扰力导致的结构振动问题越来越突出;为了减轻结构的高频受迫振动响应,可以在结构振动响应较大的位置安装高频高阻尼比的钢板夹层阻尼悬臂梁式调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD).由于TMD的弹性元件与阻尼元件相互耦合,因...     

Pneumatic stiffness and damping in air-supported structures

This paper presents an analytical investigation of pneumatic effects in air-supported structures. The analysis applies only to volume-displacing modes of motion. The analysis includes the effects of pressure fluctuations on leakage flow rate and on the delivery flow rate of the fans used to ventilate and pressurize the building. These effects give rise to pneumatic damping which can become very large for large air-supported structures such as sports stadia; pneumatic damping can be significant even for smaller air supported structures. Pneumatic stiffness is important for virtually all air-supported structures.The relative importance of pneumatic stiffness and damping and of acoustic damping can easily be estimated for a specific structure by using information presented in the paper. The differential equation governing pneumatic effects could easily be incorporated into the dynamic analysis of an air-supported structure.     

SSI体系阻尼比实测及其分布规律研究

 阻尼比是结构动力分析的重要动力特性参数,目前规范采用的阻尼比是基于刚性地基或近似刚性地基的试验结果,未能考虑土与结构相互作用(SSI)效应。针对SSI效应问题,体系阻尼比的准确评估是其动力分析的重要前提。为了实现实际SSI体系阻尼比值较准确的识别,提出环境激励下SSI体系阻尼比测试与识别方法,并应用这一识别方法,给出西安及其周围地区82幢各类SSI体系基本等效黏滞阻尼比的实测识别结果。同时在实测阻尼比数据的基础上,初步研究实际SSI体系阻尼比的总体分布规律、影响因素和取值范围。     

Evaluation of equivalent linear methods for estimating target displacements of existing structures

This paper presents a statistical study that evaluates the accuracy of four equivalent linear methods which allow the maximum deformation demands of nonlinear structures to be estimated from the maximum deformation demands of the equivalent linear ones. Three of them are defined by displacement ductility ratios, and the other is defined by lateral strength ratios. It is shown from the study that conclusions for the approximate displacements derived from structures with known displacement ductility ratios (new structures) such as the work done by Miranda and Ruiz-Garcia in 2002 [16] are not applicable to structures with known strength ratios (existing structures). The equivalent damping of the equivalent linear systems is usually greater than 5% and the design response spectra specified in codes have a viscous damping ratio of 5% only. Therefore, the highly damped maximum displacement responses of the equivalent linear systems in this study are derived from both damping reduction factors and linear response-history analyses to discuss the effect of different damping reduction factors. Elastoplastic single-degree-of-freedom systems with periods between 0.1 and 3.0 s are considered when subjected to 72 earthquake ground motions recorded on firm sites in California. Mean ratios and the dispersion of approximate to exact maximum inelastic displacements for each method are computed as functions of periods of vibration and strength ratios. This study focuses on existing structures, which already have known vibrating periods and strength ratios.