铅芯橡胶阻尼器性能研究

通过不同位移幅值、不同频率和不同循环的加载试验,研究了铅芯橡胶阻尼器的工作性能。根据试验所得各个工况的滞回曲线,计算了铅芯橡胶阻尼器的等效刚度和等效粘滞阻尼比,并提出了其等效刚度的计算公式。研究表明,铅芯橡胶阻尼器的等效刚度和等效粘滞阻尼比受加载频率影响不明显;且阻尼器在经历疲劳荷载后,其等效刚度略有下降,等效粘滞阻尼比维持不变,说明铅芯橡胶阻尼器的工作性能稳定,能够应用于结构的消能减震设计。     

粘滞阻尼器等效阻尼比的计算公式研究

在减震结构的设计和研究中,常用等效阻尼比来表示减震装置对结构减震耗能作用的大小,并可作为线性反应谱分析的关键参数。针对粘滞阻尼器这种最为常用的减震装置,本文首先基于纯阻尼模型推导了其等效阻尼比计算公式,再在此基础之上研究了阻尼器刚度效应对等效阻尼比的影响,得出了考虑刚度效应的修正公式。在工程应用中,只要明确了阻尼器的位置和参数,并对结构进行自振特性分析,即可通过本文公式算得粘滞阻尼器的等效阻尼比。     

消能减震技术在高烈度地区的应用

文章以抗震设防烈度为9度的某栋高层办公楼建筑作为研究对象,对结构分别加设粘滞阻尼器、软钢阻尼器,建立结构计算模型并进行分析比较,最后选择了对结构加设软钢阻尼器。阐述了消能减震设计的线性计算方法,利用等值线性方法对结构的附加阻尼比进行计算,主要从结构的层间位移、基底剪力等计算结果进行分析对比,验证了消能结构在地震作用下有良好的减震性能。     

受剪承载力分配率对减震效果影响分析

通过对未安装阻尼器的纯框架结构和按不同的承载力分配率层层设置阻尼器的结构进行非线性地震反应分析,考察不同的承载力分配率条件下软钢阻尼器的减震效果。通过参数分析得到验证,存在使阻尼器的减震效果达到最佳状态的受剪承载力分配率,其值大约为0·4~0·6,同时也表明在较大的分配率范围内阻尼器均具有明显的减震效果。     

基于粘滞阻尼器对框剪结构的消能减震分析——以海南某框剪项目设计为例

简要介绍粘滞阻尼器的运用和参数设置,以及附加阻尼比计算过程和抗震分析。本文通过海南某学校框架实验楼,分析了支撑式截面选取方法和粘滞阻尼器的布置方法,并运用ETABS软件对装有粘滞阻尼器的结构进行时程分析,对比基于规范下的附加阻尼比与能量比值法计算的附加阻尼比,分析粘滞阻尼器对框架结构的附加阻尼比取值。结果表明:装有粘滞阻尼器的模型在8度区0.3g小震作用下,消能构件对于结构的附加阻尼比计算值应取小于规范法的能量比值法计算的附加阻尼比,以供类似工程参考。     

某医技楼消能减震设计及非线性分析

上海某医院医技综合楼项目为高层框架-剪力墙结构,采用了墙板式软钢位移型阻尼器的消能减震设计方案。为研究该方案的减震效果,利用ETABS、PKPM-SAUSAGE两种有限元软件对结构进行多遇地震和罕遇地震下的非线性时程分析,分析结果表明:PKPM、YJK等常规设计软件中等效支撑+附加阻尼比能够有效地模拟阻尼器的作用;通用有限元分析模型中非线性连接单元能有效地模拟阻尼器的作用;软钢位移型阻尼器在小震下开始屈服耗能并为结构提供附加阻尼比,采用规范法和能量法两种方法计算,计算结果表明,阻尼器能够为该高层框架-剪力墙结构提供1%的附加阻尼比;罕遇地震下,阻尼器充分耗能,且所有阻尼变形均不超过产品限值;采用消能减震方案后,结构抗震性能有了较大提高。     

附设粘滞阻尼器的RC框架抗震性能研究

近年来粘滞阻尼器在实际工程中广泛应用,本文介绍了为更加明确粘滞阻尼器加固效果和设计参数的影响而设计的六层框架结构应用粘滞阻尼器加固方案,并在Opensees有限元平台上进行了非线性动力时程分析,通过对层间角位移的减小程度评价粘滞阻尼器的加固效果,并比较了设计参数等效阻尼比ζeff和粘滞阻尼器速度指数α对抗震性能的影响。     

附加支撑-粘滞阻尼器体系的消能减震结构直接基于位移的抗震设计方法

目前附加粘滞阻尼器的消能减震结构基于性能的抗震设计方法一方面为了确保实现性能目标需要进行复杂的迭代计算,另一方面没有具体给出阻尼器相应支撑刚度的计算方法。为此,本文在直接基于位移的抗震设计方法基础上,根据附加粘滞阻尼器所提供的阻尼力、层间剪力与附加等效粘滞阻尼比之间的关系以及利用支撑-阻尼器串联结构体系可以视为截断频率与支撑刚度和阻尼器阻尼系数相关的一阶滤波器这一思路,提出了一种针对附加粘滞阻尼器结构直接基于位移进行抗震设计的设计方法,并且进一步通过非线性时程分析计算验证了该设计方法的可行性。     

非比例阻尼对高层建筑顶部钢塔楼地震反应的影响分析

本文以某综合楼为例,研究了带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑结构体系等效粘滞阻尼比的计算方法,并采用等效粘滞阻尼比来考虑钢塔楼和主体结构不同阻尼耗能特性的影响。计算结果表明,带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑进行地震响应计算时,钢塔楼内力标准值需要根据结构的等效粘滞阻尼比进行调整,其余的结构地震响应可不作调整。     

软钢阻尼器在某高烈度区医院减震设计中的应用研究

以某高烈度区的医院住院楼结构工程为例,利用有限元软件SAP2000对使用软钢阻尼器的结构进行了消能减震的设计分析.从阻尼器提供的附加阻尼比、阻尼器出力与楼层剪力之比和层间位移角这3个指标对软钢阻尼器的耗能能力进行了分析.结果表明:多遇地震作用下,安装阻尼器楼层的阻尼器出力与楼层剪力之比均高于19％,软钢阻尼器可以分别为...     

往复荷载作用下自复位墙滞回性能研究

将自复位墙简化成刚体,研究了往复荷载作用下自复位墙的滞回性能。通过理论推导,得出往复荷载作用下自复位墙的水平力 转角滞回曲线,给出了各特征点水平力和转角及等效黏滞阻尼系数的表达式,推导了自复位墙保证自复位性能应满足的条件,并提出了自复位墙简化滞回模型。在此基础上,通过参数分析进一步研究了预应力筋及阻尼器设计参数对自复位墙滞回性能的影响。结果表明：自复位墙的转动临界荷载与墙体自重及预应力筋的初始力有关;墙体完全卸载时是否有残余变形与墙体自重、预应力筋初始力及阻尼器屈服力有关;阻尼器屈服力对自复位墙滞回性能影响最大,预应力筋初始力及弹性刚度影响相对较小,阻尼器弹性刚度及布置位置影响最小。     

金属阻尼器消能减震体系的等阻尼比设计方法

为合理有效地简化金属阻尼器消能减震结构体系的设计,提出了“等阻尼比”的设计原则,在设计性能水准的地震作用下使所有阻尼器自身的等效阻尼比相等,该原则在实际参数设计时可等价于更便于应用的“等延性系数”原则。该原则是一种概念优化设计原则,目的是使所有阻尼器都能充分发挥其阻尼耗能作用,从而以较小的代价来实现预定的减震控制效果。应用该原则可简化等效附加阻尼比的估算,并将金属阻尼器减震体系的刚度参数与阻尼参数进行解耦,使参数的确定过程更简便。基于“等阻尼比”原则,提出了金属阻尼器消能减震体系的实用设计方法,该方法采用以金属阻尼器延性系数和体系刚度特征参数为设计控制参数,以地震作用下层间位移角的性能需求为设计目标,以等效单自由度体系计算位移响应的求解模型。建立了体系等效阻尼比和等效周期的快速估算式,进而给出了两个控制参数的确定方法及阻尼器布置建议。通过对一个钢筋混凝土框架减震结构的设计和性能验算证实了所提方法的可行性与可靠性。     

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...     

An energy‐dissipating approach for adjacent retrofitted structures

The approach of positioning energy dissipaters between adjacent structures can effectively prevent the collision of two adjacent buildings. For adjacent retrofitted structures, an effective strengthening approach that involves implementing energy‐dissipation measures both between and within buildings is proposed. This paper is based on the actual Shanghai ShiMao International Plaza. To avoid having to strengthen most of the structural members, the strengthening measure of energy dissipation is selected because of its construction cost and time constraints. This approach involves replacing several dampers between the adjacent structures and adding viscous damping walls in the retrofitted structure to reduce the seismic response of the retrofitted structure back to the original level. Additionally, a practical calculating method for the equivalent additional damping ratio for the adjacent structures connected by energy dissipaters is proposed. The results show that the effect of energy dissipation in the retrofitted structure is prominent and that the goal of indirect strengthening is achieved. The strengthening approach of energy dissipation and the calculating method of the equivalent additional damping ratio for adjacent structures provide a reference for similar engineering designs.     

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     

钢筋混凝土圆柱等效阻尼比及在桥梁抗震分析中的应用

基于对50根弯曲破坏钢筋混凝土圆柱低周反复试验结果的分析,建立了完整滞回环的数学表达式并推导得出等效阻尼比计算模型;以双柱墩桥梁为例,说明了建立桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比关系的方法。研究表明,完整滞回环数学表达式较好地反映了弯曲破坏钢筋混凝土圆柱的滞回特性,得到的等效阻尼比模型计算结果与试验结果符合较好;采用建立的桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比的关系进行pushover分析更能反映实际情况。采用等效阻尼比模型算得的目标位移与基于Rosenblueth模型和Kowalsky模型算得的位移之间存在较大差距。     

Distribution of Optimum Yield-Strength and Plastic Strain Energy Prediction of Hysteretic Dampers in Coupled Shear Wall Buildings

The structural behavior of reinforced concrete coupled shear wall structures is greatly influenced by the behavior of their coupling beams. This paper presents a process of the seismic analysis of reinforced concrete coupled shear wall-frame system linked by hysteretic dampers at each floor. The hysteretic dampers are located at the middle portion of the linked beams which most of the inelastic damage would be concentrated. This study concerned particularly with wall-frame structures that do not twist. The proposed method, which is based on the energy equilibrium method, offers an important design method by the result of increasing energy dissipation capacity and reducing damage to the wall’s base. The optimum distribution of yield shear force coefficients is to evenly distribute the damage at dampers over the structural height based on the cumulative plastic deformation ratio of the dissipation device. Nonlinear dynamic analysis indicates that, with a proper set of damping parameters, the wall’s dynamic responses can be well controlled. Finally, based on the total plastic strain energy and its trend through the height of the buildings, a prediction equation is suggested.     

被动耗能减震结构基于能力谱法的抗震设计方法研究

结合我国抗震设计规范,提出被动耗能减震结构基于能力谱法的抗震设计方法。在该方法中,结构的性能水平用层间位移角限值予以量化,以简化方法计算速度相关型阻尼器的等效阻尼比。该法首先对经过初步设计的建筑结构进行推覆分析以评估其抗震性能,然后依据性能目标要求选择阻尼器的参数和数量,并对设置阻尼器的结构再次进行推覆分析以检验层间位移角是否满足性能目标要求。通过算例,介绍用该方法对钢筋混凝土规则框架进行消能减震设计的设计过程。实例分析表明,提出的被动耗能减震结构基于能力谱法的抗震设计方法是可行的,并且与非线性动力分析得出的平均结果吻合较好。     

黏滞阻尼器有效刚度对结构的影响及其取值方法研究

目前,在进行消能减震结构分析时,通常忽略黏滞阻尼器的刚度,影响了结构受力与响应的准确性。为此,阐述黏滞阻尼器刚度特性及其对结构的影响,给出一种适用于时程分析的有效刚度迭代取值方法。对设置黏滞阻尼器消能减震模型、附加有效阻尼比等效模型和附加有效阻尼比与有效刚度等效模型的三组模型进行分析,研究黏滞阻尼器有效刚度对结构受力与响应的影响。结果表明:采用附加有效阻尼比与有效刚度等效模型分析得到的结构楼层剪力与层间位移角的变化趋势基本和采用消能减震模型分析的结果一致;采用附加有效阻尼比等效模型与采用消能减震模型分析的结果则相差较大;时程分析中采用提出的有效刚度迭代取值方法是可行的,建议黏滞阻尼器消能减震结构设计时考虑黏滞阻尼器有效刚度的影响。