钢筋混凝土框架用粘滞阻尼墙减震研究

粘滞阻尼墙是一种用于建筑结构的耗能减霹器。本文通过模型振动台试验、理论计算、以及用粘滞阻尼墙对一幢十层钢筋混凝土框架的抗震加固试设计。研究并验证了阻尼墙的减震效果。     

足尺钢框架结构附加耗能减震阻尼装置的试验研究

在足尺五层钢框架结构每层的斜向支撑上附加一种粘弹性耗能减震阻尼装置，采用自由振动和基底正弦稳态激振试验的方法，研究了结构动力特性和动力反应的变化。试验表明，在２５℃环境温度下与没有附加阻尼装置的框架相比，结构的阻尼比可由原来的１．３０％增加到１０．６％，结构加速度反应可以减少７０％以上。足尺试验的结果还与该结构２／５模型的振动台试验结果进行了比较。     

设置黏滞阻尼墙的钢框架结构振动台试验研究

以3层设置黏滞阻尼墙的钢框架结构为研究对象,对其进行3条地震波在不同水准下的振动台试验。通过对设置与不设置黏滞阻尼墙的两种结构动力特性和动力响应对比,分析了黏滞阻尼墙的减震效果和耗能特征及其变化规律。研究结果表明,黏滞阻尼墙是一种同时提供附加刚度和附加阻尼的被动消能减震装置,其在提供附加阻尼和附加刚度的同时可以对结构位移起到非常显著的控制作用,并且随着输入地震波峰值加速度的增大,该附加刚度逐渐减小,而附加阻尼则逐渐增大。此外,有限元分析结果与振动台试验结果的吻合度随响应对象和激励工况的不同而变化,说明了传统Maxwell模型用于模拟黏滞阻尼墙在动态力学特性方面的局限性。     

内嵌式框架-摇摆墙结构振动台试验研究分析

本文通过对一个内嵌式框架-摇摆墙模型进行模拟地震振动台试验,对结构的动力特性、阻尼比、位移反应和加速度反应进行测试,研究模型结构的破坏机制和抗震性能。研究表明:模型结构具有良好的整体破坏机制,与纯框架结构相比,内嵌式框架-摇摆墙结构的刚度明显加大,所承受的地震作用变大,结构延性和耗能能力显著提高。模型试验的结果对框架-摇摆墙结构的研究具有重要的参考意义。     

预应力混凝土框架动力特性的试验研究

通过两榀小比例部分预应力混凝土 (以下称简PPC)框架模型的振动台试验 ,研究预应力混凝土框架结构在地震作用下的动力特性和地震反应 ,主要包括自振周期 (频率 )、阻尼比、振型以及地震加速度反应等。并与相应的普通钢筋混凝土 (以下简称RC)框架模型振动台试验结果进行比较。     

粘滞阻尼墙在框架剪力墙结构中的应用与设计

某医疗建筑病房楼采用的结构体系为附加粘滞阻尼墙的混凝土框架–剪力墙结构.采用动力弹塑性时程分析法能够准确模拟附加粘滞阻尼墙元件的混凝土框架–剪力墙结构的动力响应.基于粘滞阻尼墙的非线性特性,在多遇地震作用下,以考虑附加阻尼比的反应谱法进行结构设计,在罕遇地震作用下采用弹塑性时程分析的方法评估结构的抗震性能.结果表明,采用粘滞阻尼墙,主体结构地震反应降低,抗震性能显著提高.     

半刚接钢框架内填不同构造措施钢筋混凝土墙子结构抗震性能试验研究

为研究半刚接钢框架内填RC墙结构的抗震性能,提出了一种考虑内填墙边界条件的子结构模型,进行了3榀1/3缩尺的3层单跨半刚接钢框架内填RC墙子结构的低周往复加载试验,研究了不同构造内填RC墙对结构抗震性能的影响,得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化、耗能能力及水平剪力分配。试验结果表明:内填贯通竖缝RC墙及暗竖缝RC墙试件的滞回曲线饱满,耗能能力强,但水平承载力及抗侧刚度略低,破坏模式均为缝间墙的弯曲破坏;内填实体RC墙试件的滞回曲线捏缩明显,耗能能力较弱,但水平承载力及抗侧刚度较高,破坏模式为内填墙的剪切破坏;内填墙降低了地震作用下周边框架节点转动能力,半刚性节点的最终塑性转角不超过0.025 rad,可避免钢框架节点失效导致的脆性破坏。内填墙承担约80%的水平荷载,但随着水平荷载的增大逐渐降低。     

两层钢框架结构地震振动试验研究

为了研究钢框架在地震作用下的结构反应,该文设计制作了一个两层钢框架结构模型,进行3条地震波的振动台试验,研究钢框架结构在不同等级地震波作用下的破坏形式、动力特性等力学性能.通过试验发现,钢框架在地震波作用下,整体性能保持良好;在加载的地震波加速度达到1.0g时,节点焊接处会出现明显裂缝;钢框架层间位移、层间位移角和应变随着地震波加载加速度的增加而增大;底层的层间位移角都大于顶层,表明底层受地震影响更大;钢框架各构件的拉应力和压应力呈近似对称关系.     

两层钢框架结构地震振动试验研究

为了研究钢框架在地震作用下的结构反应,该文设计制作了一个两层钢框架结构模型,进行3条地震波的振动台试验,研究钢框架结构在不同等级地震波作用下的破坏形式、动力特性等力学性能.通过试验发现,钢框架在地震波作用下,整体性能保持良好;在加载的地震波加速度达到1.0g时,节点焊接处会出现明显裂缝;钢框架层间位移、层间位移角和应变随着地震波加载加速度的增加而增大;底层的层间位移角都大于顶层,表明底层受地震影响更大;钢框架各构件的拉应力和压应力呈近似对称关系.     

传统穿斗木结构榫卯节点附加黏弹性阻尼器振动台试验

通过对一个两层、足尺、长宽高为3.8m×3.6m×3.9m的穿斗式木结构房屋模型的榫卯节点附加黏弹性阻尼器进行振动台试验,研究了结构的抗震性能,并对0.07g、0.4g两种峰值加速度下进行了榫卯节点附加阻尼器和未附加阻尼器的进行了振动台对比试验。试验结果表明：榫卯节点附加了黏弹性阻尼器后节点刚度增大,减小了半刚性榫卯节点的转动能力,并使结构在地震激励作用下的变形恢复能力得到了大幅提高,经过多次重复地震,即使经历0.95g的地震激励后,结构模型也未发生明显倾斜破坏;结构一层柱顶榫卯节点最先发挥减震耗能作用,动力放大系数随着地震激励增加呈减小趋势,由于结构两个方向刚度及质量分布的不均匀,X、Y方向动力放大系数有差异,X方向动力放大系数在1.2519~0.7775之间,Y向1.8779~1.1152之间。榫卯节点附加黏性阻尼器达到了小震下减小层间位移角,大震下增强榫卯节点变形恢复能力的目的。     

布置黏滞阻尼器的框架结构抗震性能分析

提出附设黏滞阻尼器的结构设计流程,以昆明某幼儿园工程为例,通过在结构上附设黏滞阻尼器,对比原结构和消能减震结构在地震作用下的最大层间位移角和最大层间位移,研究了高地震烈度区框架结构附设非线性黏滞阻尼器后的减震效果。结果表明:黏滞阻尼器对结构减震效果明显,合理布置黏滞阻尼器后,框架结构的抗震性能满足规范要求。研究为高地震烈度区附设黏滞阻尼器的框架结构抗震设计提供了参考。     

Earthquake response control of a super high‐rise structure subjected to long‐period ground motions via a novel viscous damped system with multilever mechanism

A novel viscous damped system and its principles are proposed in the paper. It is a novel viscous damped system with multilever mechanism that can improve the energy dissipation capacity of conventional viscous dampers. In order to compare the damping effects of the novel viscous damper with that of the conventional viscous damper, a shaking table test of a three‐story steel frame structure is performed. Testing results indicate that the novel viscous damped system is more efficient. The elastic time‐history analysis of a super high‐rise frame‐core tube structure is studied under the frequently occurring earthquake. Dynamic loads take two groups of ground motions with different period characteristics into account. Main response values such as base shear, interstory drift, and acceleration factor under long‐period ground motions are apparently larger than the seismic results due to standard ground motions. Responses between the undamped structure and the damped structure with conventional viscous dampers or the latest products are compared. It is concluded that the proposed viscous damped system can perform more effectively in reducing high‐rise structural responses subject to long‐period ground motions.     

设置粘滞阻尼墙钢框架结构耗能性能试验研究

设计了三榀不同类型的钢框架结构模型,通过对模型的快速水平周期加载试验,进行了设置粘滞阻尼墙钢框架结构减振性能的比较和分析。对设置阻尼墙后钢框架结构的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、阻尼力、抗剪刚度、耗能性能、等效阻尼比等进行了研究,对阻尼墙不同布置方式对上述各项性能的影响进行了分析,并对上述各项性能与加载频率、位移幅值的变化关系进行了探讨。结果表明,设置阻尼墙后,钢框架结构的耗能能力和阻尼均有显著提高,结构的抗剪刚度增加,结构的地震响应显著减小。设置阻尼墙钢框架结构的滞回特性与频率、位移幅值相关。阻尼墙不同布置方式对结构滞回特性的影响不明显。     

型钢混凝土异形柱空间框架地震响应试验研究

为研究型钢混凝土异形柱空间框架的地震响应,首次对缩尺比为1/4的三榀两跨五层框架模型进行地震模拟振动台试验,输入El Centro波、Taft波和兰州波,分析模型的动力特性、应变响应、加速度响应、位移响应、基底剪力和滞回性能。结果表明：强震作用下,型钢混凝土异形柱框架形成典型的梁铰破坏机制,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求|随着输入地震波加速度峰值的增大,结构累积损伤逐渐增加,自振频率逐渐降低,阻尼比增大,加速度和位移响应峰值出现时刻向后推迟;结构在进入塑性阶段的过程中发生扭转变形|基底剪力呈现出先快后慢的增长趋势|滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力。型钢混凝土异形柱框架能够满足强柱弱梁和大震不倒的抗震设防要求。     

用附加防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

利用附加防屈曲支撑（BRB）钢筋混凝土框架对既有钢筋混凝土框架结构进行减震加固。设计3榀钢筋混凝土框架,其中2榀为附加设置BRB加固框架的钢筋混凝土框架,另外1榀为纯钢筋混凝土框架以作对比。通过低周反复加载试验,验证所设计的外贴防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架的可行性。分析既有及外贴钢筋混凝土框架的开裂、荷载 侧移滞回曲线、骨架曲线、荷载 防屈曲支撑变形曲线,以及等效黏滞阻尼比和等效刚度等特性。结果表明：所设计的附加钢筋混凝土框架、预埋件、连接构造受力可靠,附加设置BRB的钢筋混凝土加固框架具有良好的减震耗能能力;水平荷载-侧移滞回曲线圆润饱满;防屈曲支撑在小层间位移角下可屈服耗能,大位移下不失效,耗能稳定;附加框架能够显著增加既有钢筋混凝土框架结构的阻尼,有效降低地震反应,改善既有框架结构抗震性能。     

某综合办公楼采用粘滞阻尼器的消能减震设计

介绍了高烈度区某 1 2层综合办公楼采用粘滞阻尼器的消能减震设计。设计中 ,在结构原拟设剪力墙的位置设置单斜撑粘滞阻尼器消能支撑 ,所采用的粘滞阻尼器为具有自主知识产权的速度线性相关型粘滞阻尼器。时程分析结果表明 ,粘滞阻尼器可大量耗散地震动能量 ,有效降低结构在地震作用下的振动反应。     

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。     

采用颗粒调谐质量阻尼器的钢框架结构振动台试验研究

通过附加和不附加颗粒调谐质量阻尼器的5层钢框架振动台试验,研究其在实际地震波以及上海人工波激励下的减震效果。通过调整不同悬挂长度（频率比）、质量比、颗粒到阻尼器壁净距等参数,分析阻尼器参数对其减震效果的影响。试验结果表明：不同地震作用下该类阻尼器均能达到较好的减震效果,其中上海人工波的减震效果最好;对于多层钢框架结构,阻尼器能够有效控制第1振型的振动,但是对于高阶振型的控制作用无法保证;当阻尼器频率与主体结构基频相同时,能够达到最优减震效果,而当二者频率不同时,依然有一定的减震效果,说明其具有一定的鲁棒性;在合适的质量比（0.66%）下,阻尼器能够达到最佳减震效果;当颗粒到容器内壁净距为1.6D~3.6D时,可使阻尼器响应最小,且减震效果较好。     

汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计

汶川医院采用现浇钢筋混凝土框架结构,考虑其功能重要、结构不规则、抗震要求高等特点,在四周设置了46个K型粘滞阻尼器支撑,通过ETABS计算分析表明设置阻尼器能显著降低结构的响应,提高结构抗震性能,最后讨论了计算粘滞阻尼器结构附加阻尼比的简化使用算法。     

带RC耗能器-限位斜撑框架抗震性能研究

通过两榀设置钢筋混凝土耗能器框架的伪静力试验,对比了设有限位斜撑及未设限位斜撑两种方案下结构的抗震性能,得到了两种情况下各构件的破坏过程、破坏形态和框架的滞回特性等。通过计算分析探讨了耗能器、限位斜撑分别对结构承载力和刚度的贡献。结果表明,耗能器屈服可以先期消耗部分地震能量,改善了框架整体的延性,而限位斜撑则大幅提高了结构后期的承载能力,充分体现了设置多道抗震防线的思想。