钢框架结构阻尼耗能的分析研究

文章通过钢框架结构中设置耗能阻尼支撑、阻尼器以及粘弹性阻尼墙,通过已有的有限元程序分析数据进行对比,得出每一种阻尼耗能的特点以及适用范围。分析得出,在钢框架中设置粘弹性墙,其主体结构的耗能能力增加最为明显;在钢框架中加入阻尼器,可以有效的改善钢框架对地震作用的响应值;钢框架通过设置构造简单的耗能阻尼支撑,其消耗地震能量的作用也较为明显,其中八字型耗能阻尼支撑的耗能能力优于V型和D型耗能阻尼支撑。     

消能偏心支撑结构中粘弹性阻尼器的参数优化

通过对粘弹性阻尼器的性能与特点以及消能支撑计算模型的分析,建立了粘弹性阻尼器参数优化的计算模型:以粘弹性阻尼材料的储存剪切模量为设计变量;以各层最大层间位移的最大值的控制率和各层耗能梁段最大梁端弯矩的最大值的控制率为约束条件;在考虑结构在罕遇地震下的地震反应以及结构的经济效益的目标下,建立了优化设计的目标函数.文中以设置粘弹性阻尼偏心支撑的五层平面钢框架为例,使用ANSYS软件中的优化设计模块,通过APDL语言编制优化设计程序,建立了参数优化模型,并对该问题进行了优化设计分析;并对偏心支撑结构和消能偏心支撑结构进行了罕遇地震下的时程分析.计算结果表明:ANSYS软件中的优化设计方法稳定可行;消能偏心支撑可以有效地降低结构的地震反应,对顶层位移的最大减小量可达44.96%;耗能梁段梁端弯矩的最大耗能效果达到37.4%,这样可以延缓耗能梁段的屈服时间,从而可以有效地保证结构的整体稳定.     

设置斜撑VED底部框架砌体结构的动力分析

根据斜撑粘弹性阻尼器的耗能特点和底部框架砌体结构动力特性 ,提出通过对底部框架砌体结构设置粘弹性阻尼器 ,达到对底部框架砌体结构抗震加固的目的 ;文中推导了粘弹性阻尼器和斜支撑的组合层间单元刚度矩阵和控制力向量 ;建立了设置斜撑 Ved框架结构地震反应时程分析的控制方法。     

设置粘弹性阻尼器的框架结构动力分析

粘弹性阻尼器 (Ved)是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。文中根据粘弹性阻尼材料的应力 -应变关系 ,推导了粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵及单元控制力向量 ;并基于框架结构的空间特性 ,建立了设置 Ved框架结构在考虑空间协同分析基础上地震反应时程分析的控制方法 ;最后 ,应用文中的方法 ,对设置粘弹性阻尼器人字型支撑的钢筋混凝土框架结构进行了结构地震反应时程分析 ,并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论。     

带支撑粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析

对带支撑粘弹性阻尼器单自由度耗能结构的随机地震响应进行了研究。首先建立了结构的运动方程,然后应用频域法获得结构位移响应方差的解析解,并给出了算例。分析表明了阻尼器的明显减震效果和支撑对减震效果的影响。     

带支撑五参数粘弹性阻尼器耗能结构的随机地震响应分析

对带支撑粘弹性阻尼器单自由度耗能结构的随机地震响应进行了研究。首先建立了结构运动方程,然后应用频域法获得结构位移响应方差的解析解,并给出算例,分析表明了阻尼器的减震效果及支撑对减震效果的影响。     

粘弹性阻尼器参数设计及位置优化实用方法

粘弹性阻尼器是减振被动控制中一种十分有效的耗能减震装置.本文系统地阐述了粘弹性阻尼器用于结构抗震控制的设计方法，根据粘弹性阻尼器的耗能原理友抗震规范方法提出了粘弹性阻尼器位置优化实用方法，比较了粘弹性阻尼器在不同位置布置下的减震效果，并为粘弹性阻尼器几何参数及位置确定提供了实用可行的设计过程。     

粘弹性耗能器控制下电视塔风振反应实用分析法

本文研究青浦电视塔在粘弹性耗能器控制下的风振分析与设计方法。粘弹性耗能器对受控结构的影响归结为结构阻尼的增加 ,由模态应变能法计算了受控结构的等效阻尼比 ,并结合我国现行风荷载规范 ,将粘弹性耗能器的风振控制效果反映到受控结构风荷载的折减上 ,建立了受控结构的风振反应分析方法     

粘弹性阻尼器耗能性的影响因素分析

粘弹性阻尼器在抗震结构中应用广泛,其耗能性是衡量抗震性能的重要指标。分析各类粘弹性阻尼器耗能性能的试验,发现环境温度、内部温度、应变幅值、激励频率、粘弹性材料等因素会对阻尼器的耗能性能造成影响,在设计时,需重点关注这些因素。     

带自复位耗能连梁的剪力墙结构的抗震性能

为了减小强地震作用下钢筋混凝土联肢剪力墙的连梁结构损伤,实现震后结构功能的快速恢复,提出了一种兼具自复位和耗能功能的新型自复位耗能连梁。新型自复位耗能连梁在跨中安装了由形状记忆合金绞线和粘弹性耗能单元并联而成的新型复合自复位阻尼器。以一榀10层双肢剪力墙结构为例,对连梁跨中分别安装该新型自复位阻尼器的联肢剪力墙、粘弹性阻尼器的联肢剪力墙和普通钢筋混凝土连梁的联肢剪力墙进行了动力时程分析,对比分析了不同阻尼器对联肢剪力墙结构的减震效果。结果表明:地震作用下,结构变形和耗能都集中在连梁阻尼器上,但新型自复位连梁阻尼器对结构地震响应的控制效果要优于粘弹性阻尼器,新型复合连梁阻尼器在地震过程中表现出较好的自复位及耗能能力。     

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。     

斜隅支撑框架体系的弹塑性受力分析

斜隅支撑框架体系(KBF)是一种新型耗能支撑框架钢结构体系,它具有延性好、抗侧移刚度大、震后容易修复的特点。结构主要构件在隅撑的保护下即使受到罕遇地震荷载作用也不易受到损伤。为此采用有限元方法(FEM)对此类结构进行了系统的弹塑性受力分析,全面总结了其抗侧移受力性能与各结构参数间的关系,并总结得出适合设计实用的一般规律。     

可更换损伤元结构的特征与关键技术

结构抗震性能向功能可恢复、损伤元可更换提升是工程抗震设计的一个重要发展趋势。指出地震作用后结构功能的可恢复性主要依赖于结构变形的可恢复性，提出变形可恢复的结构体系可以由主结构和损伤元构成，应从预期地震作用下使结构损伤集中于特定构件（损伤元）的要求出发，重新认识分散耗能的机理、作用和抗震设计方法。回顾了近年来国内外对功能可恢复、损伤元可更换结构的研究和应用现状，阐述了可更换损伤元结构体系的本质特征，包括体系的损伤机制、残余位移、恢复力机制、变形相容条件和设计原则，归纳了损伤元的耗能机制、变形模式、构造形式。指出需进一步研发新型损伤元，构建损伤可控制、变形可恢复的结构体系，完善设计方法。     

提高连肢墙抗震性能的连梁耗能构件关键技术

鉴于连肢剪力墙结构破坏机理及连梁在连肢剪力墙结构中的特殊作用,提出采用耗能减震方法提高罕遇地震作用下剪力墙结构性能的抗震设计思想,并设计出一种实用的新型软钢耗能构件及其代替或附加于连梁上的构造方案,以提高剪力墙结构的抗震性能.动力弹塑性计算结果表明,该新型软钢耗能构件耗能效果良好,罕遇地震作用下剪力墙的抗倒塌性能得以提高.     

北京天文馆新馆有限元分析

北京天文馆新馆采用以钢骨混凝土框架 -支撑结构为主的新型抗震结构体系。该工程结构体系复杂 ,应用ANSYS有限元分析程序对天文馆新馆进行了静、动力反应分析计算 ,为结构构件设计提供依据。着重讨论了地震作用下支撑构件的耗能作用 ,得出一些指导工程实践有益的结论。     

大跨结构抗震性能鉴定与加固研究

对在役建筑物进行抗震性能鉴定,并对不满足鉴定要求的建筑采取适当的抗震加固对策,是减轻地震灾害的重要手段。通过对南京五台山体育馆抗震性能检测、鉴定与加固设计。综合考虑原结构特点、抗震构造和承载力等因素,并结合现场检测及理论计算与分析,对结构抗震能力进行综合评价。针对其抗震性能的不足之处提出设置消能支撑进行加固的方案,对加固后结构进行多遇与罕遇地震作用下的强度和变形计算。计算表明,消能支撑可有效降低结构地震反应,保障原结构地震安全性。     

屈曲交互作用下焊接截面柱的抗压试验

对焊接H形和槽形截面的柱进行了一系列压力试验,这些柱采用厚度为6．0mm,名义屈服应力为240MPa的软钢板制成。从理论上和试验中对这些受压构件在非线性局部和整体屈曲交互作用下的极限强度和性能进行了研究。压力试验表明,局部和整体屈曲交互面对薄壁焊接钢柱截面有较大的负面影响。     

南京五台山体育馆消能减振加固设计与研究

本文简要介绍了南京五台山体育馆采用消能减振技术进行的抗震加固设计与研究。通过对原结构在地震作用下的受力与变形计算,针对其抗震性能的不足之处提出设置消能支撑进行加固的方案,并对加固后结构进行多遇与罕遇地震作用下的强度和变形计算。计算表明,消能支撑可有效降低结构地震反应,满足抗震要求。     

屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的工程应用

某艺术中心工程拟建的音乐厅为混凝土框架结构,中部为楼板缺失的大跨度空间,此大跨度空间采用钢网架结构。由于建筑功能以及美观要求,最终确定采取屈曲约束支撑-混凝土框架结构体系。在多遇地震下,采用SATWE软件进行计算,发现无屈曲约束支撑时,结构的抗侧刚度较弱,层间位移角不能满足规范要求;加入屈曲约束支撑后,结构抗侧力得到显著改善,各项指标均满足规范要求。在罕遇地震下,采用MIDAS软件进行计算,屈曲约束支撑可视为金属阻尼器,率先屈服耗能,成为结构的第1道防线,符合抗震性能化设计多道设防的设计理念。     

基于能量平衡的钢筋混凝土框架结构抗震塑性设计方法

在已有研究成果基础上发展了基于能量平衡的钢筋混凝土框架结构塑性设计方法。通过结构多失效模式分析,以“强柱弱梁”整体破坏机制作为塑性设计的失效模式;推导了结构能量平衡方程并给出了地震输入能和弹性振动能的计算式。为反映混凝土结构的承载力、刚度退化和捏缩效应,给出了修正的结构能量平衡方程,对结构的非弹性应变能进行修正。根据外力做功等于结构的非弹性应变能,求出考虑P-Δ效应的结构的侧向力大小,进而根据结构的耗能机制计算出梁柱构件截面的内力值。最后对1榀3跨7层钢筋混凝土框架进行塑性设计,并与对应的弹性设计结果进行对比。分析结果表明：塑性设计结构能充分形成“强柱弱梁”型屈服机制,结构的延性好,层间变形更加均匀,其抗震能力更强,验证了该方法的有效性和优越性。