浅谈黏滞流体阻尼器减震方案及工程应用

以黏滞流体阻尼器为例,结合云南省某教学楼项目,根据减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案。该教学楼采用混凝土框架结构,结构纵横向布置黏滞流体阻尼器。采用考虑附加阻尼比的结构模型(PKPM)和弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明:1)综合考虑减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案是合理的;2)该减震方案可以满足结构在多遇地震作用下和罕遇地震作用下的减震目标;3)多遇地震作用下,黏滞流体阻尼器为结构提供附加阻尼比,罕遇地震作用下,黏滞流体阻尼器继续为结构耗能;4)黏滞流体阻尼器布置灵活,采用墙式布置方式的黏滞流体阻尼器可以完全隐藏在建筑中,同时也可以保证节点在罕遇地震作用下保持弹性。     

某办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计

介绍了高烈度区某12层科研办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计。该办公楼采用现浇混凝土框架—剪力墙结构,在1层～12层优化布置了48套黏滞消能器。对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,结果表明黏滞消能器起到了良好的减震效果,显著降低了结构的地震响应,减震结构设计指标均能满足规范要求,并能提供约5%的附加等效阻尼比。     

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。     

工程结构消能减震体系的基本原理与应用

介绍了工程结构消能减震体系的基本原理，对消能器的选择、数量确定方法及布置作了分析探讨，结合实际算例，提出了结构消能减震控制技术的良好应用效果。     

使用黏滞阻尼器对某小学进行消能减震设计研究

以某位于8度抗震设防地区的小学为研究对象,研究了其在多遇以及罕遇地震作用下的结构动力响应及消能减震方案效果。按照规范要求,选取五条天然地震动和两条人工地震动,对结构进行弹性时程分析,通过对比多遇及罕遇地震作用下有控及无控结构的楼层剪力、层间位移角来分析消能减震方案的减震效果。结果表明,使用黏滞阻尼器可以有效控制结构在地震作用下的地震响应,提高了结构的可靠性,达到了预期的消能减震设计目标。     

可移动式消能减震设计方法及其应用

为适应消能减震结构建筑功能的可变性,提出了一套可移动式消能减震设计方法。根据后期建筑功能的变化情况,选取多个位置逐一进行消能减震试设计,确定阻尼器最不利的布置位置,进行多遇地震包络设计,其他可能位置预留节点,便于后续阻尼器的移动。以某物流仓库项目为案例,分别进行多遇地震反应谱设计以及罕遇地震弹塑性分析。经分析可知该方法可以保证结构的安全,并实现建筑功能的可变性。     

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。     

黏滞阻尼器减震技术应用

某项目为教学及行政楼,属性为办公、教学培训,根据《建设工程抗震管理条例》,结构需按照不低于重点设防类的要求来抗震设防设计,结合建筑功能特点,本项目采用以黏滞阻尼器为核心的消能器给结构附加阻尼,结构等效阻尼比增加,地震作用减小,以达到满足设防地震作用下建筑正常使用目标及优化部分构件截面的目的。项目减震还通过模拟多遇地震作用、设防地震作用和罕遇地震作用下时程分析,在设置消能器后,附加阻尼比和层间位移角限值均可控制在规范要求的结构减震目标范围内,同时对罕遇地震作用下的出铰情况分析,均可达到强柱弱梁的构造要求。     

C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能研究

我国现行建筑抗震设计规范中要求结构（构件）在满足承载力的同时,需具备足够的变形能力,但是由于高强材料在延性上的不足,高强混凝土结构构件可能无法同时满足以上要求。为充分发挥高强混凝土竖向构件承载力,基于设置消能减震装置集中耗能降低结构地震响应的方法,对7度设防区C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能进行研究。结果表明：在罕遇地震作用下,C100高强混凝土框架-核心筒结构竖向构件基本保持在弹性工作状态,消能减震技术可有效降低地震作用,保证结构的抗震安全;通过不同消能减震方案对比分析得到,在加强层以及结构剪切变形较明显的楼层布置合理数量的黏滞阻尼器减震效果最好。     

潮汕星河大厦结构消能减震有限元时程分析

本文运用有限元分析软件ANSYS对采用消能减震新技术的潮汕星河大厦进行了模态分析、瞬态动力有限元分析。该工程的消能部件采用复合型铅粘弹性阻尼器。在确定了复合型铅粘弹性阻尼器试验性能及耗能器布置位置和数量的基础上,计算分析了结构在安装阻尼器前后的模态变化以及遭遇设防烈度对应的罕遇烈度的地震反应。结果表明,在高层建筑中,针对结构的具体特点利用粘弹性阻尼器来改善结构的抗震性能是合理的,消能减震效果是良好的。     

某工业建筑采用黏弹性消能支撑的减震设计研究

介绍了8度区某工业建筑采用黏弹性消能支撑的减震设计方案,阐述了黏弹性阻尼器及消能支撑的减震设计步骤,给出了地震反应计算方法和主要计算结果。计算表明,结构安装黏弹性消能支撑后,可按7度抗震设防要求设计,结构阻尼比增加10%左右,层间位移和加速度较原结构减小明显,在多遇、罕遇水平地震作用下,能分别满足承载力和变形的要求。     

某中学框架结构减震优化控制及抗震加固分析

针对位于Ⅳ类土上需要进行抗震加固的某中学框架结构,采用结构减震控制理论,选取非线性黏滞流体阻尼器耗能装置对结构进行减震优化控制,并对安装阻尼器后结构局部构件进行加固。首先基于ETABS软件建立三维弹性模型,对7条地震波输入下减震前后结构的动力响应进行多遇地震下的弹性时程分析,经过优化设计与比选确定黏滞流体阻尼器的参数与个数。同时建立三维弹塑性分析模型进行了弹塑性时程分析,并从力、变形和能量三大指标方面对减震前后的结构在多遇和罕遇地震作用下的地震响应结果进行对比分析。结果表明,采用的优化方法方便快捷,选取的非线性黏滞流体阻尼器减震方案可以提高结构的整体抗震性能,起到了良好的减震效果。     

大跨空间网架结构采用消能减震技术的研究

针对网架结构特点,提出采用粘滞流体阻尼器作为冗余杆件和粘弹性阻尼器替换原杆件两种方法对网架结构进行消能减震。以一正放四角锥网架为模型,对其采用消能减震技术前后结构地震响应进行对比结果表明,上述两种方法均可以有效减小网架结构的地震响应。同时,对阻尼器布置位置变化对减震效果的影响进行分析比较。     

某高烈度地区建筑被动减震结构分析

结合工程实例,采用ETABS软件对设置非线性粘滞流体阻尼器的框架消能减震结构在多遇地震下的减震效果进行了分析,结果表明:减震结构在多遇地震作用下的振动反应有明显的降低,能够有效的消耗地震输入的能量,减震效果明显。     

黏滞阻尼器在框架结构中的应用与研究

黏滞阻尼器可以为消能减震结构附加足够的阻尼比且不附加刚度,提高结构的抗震性能,在消能减震结构中应用十分广泛.本文针对设置黏滞阻尼器的框架结构,根据初设附加阻尼比,估算出了结构所需附加阻尼器数量,并在按照均匀、分散、对称的原则布置阻尼器后,进行了结构减震分析与附加阻尼比复核.考虑到阻尼器产品误差、安装误差以及计算方法误差...     

某底层框架砖房的消能减震设计

研究了底层框架砖房采用消能减震技术的抗震设计方法,介绍了宿迁某底层框架砖房采用粘弹性阻尼器的消能减震设计,给出了多遇地震和罕遇地震作用下的主要计算结果。计算表明,设置粘弹性阻尼器后,上部结构在多遇、罕遇地震作用下均能满足承载力与变形的要求。     

防灾科技学院科研中心消能减震结构设计

防灾科技学院学生及教师科技研发中心项目位于高烈度区,为提高结构抗震安全性,满足建筑功能使用要求,项目采用消能减震体系,共布置88个黏滞消能器。采用ETABS空间分析程序,通过不同水准地震作用下的结构弹性和弹塑性分析,得到消能减震结构的楼层剪力、层间位移角、能量耗散、塑性发展等,对该结构体系的抗震性能进行综合评价。结果表明,结构整体和关键构件均满足设计要求,结构抗震性能良好;设置消能器的减震效果明显,多遇地震下消能器提供7.8%附加阻尼比,罕遇地震下消能器提供2.6%附加阻尼比,结构滞回提供2.1%附加阻尼比;罕遇地震作用下,结构整体损伤状态属于中等破坏,满足"大震不倒"设防目标。     

某教学楼附加粘滞阻尼器减震控制研究

对处于高烈度地区的某中学教学楼进行了消能减震设计,对比分析了未附加阻尼器和附加粘滞阻尼器减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的抗震性能。结果表明:多遇地震作用下,附加粘滞阻尼器结构较常规结构基底剪力减少约30%,楼层侧移降低约15%,粘滞阻尼器消能减震效果明显;罕遇地震作用下,结构屈服机制合理,阻尼器耗能效果显著,与阻尼器相连接梁柱能可靠工作。     

消能减震结构连接构件的刚度设计

消能减震结构由主体结构、消能器和支撑组成的消能部件及基础等组成。其中,合适的连接构件的刚度对消能器减震效果的发挥起着关键的作用。当消能部件的连接形式比较复杂,连接构件和消能器不在同一方向时,例如各种放大装置型的连接形式,如何确定连接构件和消能器的刚度是消能减震设计的重点和难点。根据虚功原理推导出消能器和连接构件沿水平方向的变形、刚度和消能器轴向变形与层间变形关系的计算公式,对消能减震结构的设计具有重要的指导作用。     

成都某学校报告厅减震设计与分析

应用悬臂墙式黏滞阻尼器消能减震技术,通过YJK、SAUSAGE软件对结构进行多遇、设防、罕遇地震作用下设计与分析,黏滞阻尼器工作良好,可为主体结构提供不低于2.5%的附加阻尼比,可有效发挥其耗能作用,达到预期性能目标。结合楼板应力、穿层柱、大跨屋盖分析等补充分析,论证了消能减震技术的有效性、结构抗震安全性。