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。     

高烈度区框架结构装设黏滞阻尼器的减震控制分析

为研究高烈度区框架结构装设非线性黏滞阻尼器减震效果,以某典型框架结构工程实例为背景,输入地震波进行时程分析。以楼层侧移、层间位移角、楼层剪力为减震控制目标,分析结果表明,装设黏滞阻尼器的结构减震效果明显,阻尼器在不同的工况下滞回曲线均匀饱满,呈现典型的非线性速度型阻尼器特征,分析结果对于黏滞阻尼器在高烈度区的应用与推广具有一定的参考价值。     

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。     

河北工业大学图书馆结构消能减震设计

河北工业大学图书馆采用带屈曲约束支撑及黏滞流体阻尼器的消能减震钢筋混凝土框架结构,平面超限严重,且受建筑平面布局限制,仅能布置少量的支撑用于改善结构的抗扭性能。为使结构的层间位移角满足规范要求,在不影响建筑使用的位置的情况下,灵活布置了一些黏滞流体阻尼器。计算结果表明,结构各项计算指标均能满足规范要求,大震下黏滞流体阻尼器及屈曲约束支撑的耗能效果明显,有效保护了主体结构,提高了整体结构的抗震性能。     

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。     

新型复杂高层煤气化厂房抗震可行性研究

建立了3种模型,其中模型1为钢支撑-混合框架结构模型,模型2为钢支撑-钢框架结构模型,模型3为装设黏滞流体阻尼器的钢框架结构模型。然后通过振型分析及罕遇地震作用下的非线性时程计算,并对层位移响应、层剪力响应等指标综合分析,验证了煤气化厂房采用全钢结构替代现有的"上钢下混凝土"结构在抗震设计上可行,且装设黏滞流体阻尼器的钢框架结构具有更优越的抗震性能。在第5代国家标准《中国地震动参数区划图》正式实施,部分地区抗震设防标准大幅度提高的背景下,也为煤气化厂房应用新型"减"震设计代替传统上单纯的"抗"震设计提供了参考。     

云南省某小学教学楼消能减震设计

云南省某小学教学楼采用混凝土框架结构,结构纵横向布置粘滞流体阻尼器。采用YJK软件和SAP2000软件对结构在多遇地震和罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明,弹簧模型可以较好地模拟粘滞流体阻尼器在结构中的性能;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;多遇地震作用下粘滞流体阻尼器为结构提供附加阻尼比,罕遇地震作用下粘滞流体阻尼器继续为结构耗能;规范算法和能量对比法均能计算粘滞流体阻尼器在多遇地震作用下的附加阻尼比,且结果比较接近。     

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。     

某高烈度区超限减震框剪结构弹塑性地震响应影响因素分析

对位于高烈度区、采用黏滞流体阻尼器减震设计的某高度超限钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行弹塑性时程分析,研究了地震波幅值、黏滞流体阻尼器的阻尼系数和阻尼指数对该结构弹塑性地震响应的影响。采用MARC软件对整体结构进行建模与弹塑性时程分析,并基于MARC软件介绍了模拟混凝土梁、柱的纤维梁模型,模拟剪力墙的分层壳模型与黏滞流体阻尼器的模拟方法。分析结果表明:地震波幅值增大时,阻尼器的减震效果降低;阻尼指数不变时,结构的弹塑性地震响应随阻尼系数的增大而减小;阻尼系数不变时,结构的弹塑性地震响应随阻尼指数的增大而增大;但是结构在罕遇地震作用下的响应对阻尼系数和阻尼指数的变化不敏感,因此阻尼器参数的优化可以只考虑多遇地震作用。     

屈曲约束支撑与黏滞阻尼器联合在某医院业务用房减震效果的应用研究

主要针对屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合在框架结构中的应用做了深入研究,介绍了屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合减震结构的设计分析方法,对比分析了纯框架、屈曲约束支撑(BRB)+框架结构、黏滞阻尼器+BRB+框架结构在多遇地震作用下的地震响应;并对比分析了纯框架、黏滞阻尼器+BRB+框架结构在罕遇地震下的地震响应,分析了联合减震结构的屈服机制。结果表明,采用屈曲约束支撑和黏滞阻尼器联合的减震结构减震效果显著,研究结果为该医院业务用房减震设计的可行性给出了理论依据。     

某钢筋混凝土框架结构地震响应弹塑性时程分析

文章基于合理的杆系结构数值分析模型,针对一个采用减震控制技术的实际钢筋混凝土框架结构进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析.利用有限元分析软件强大的计算能力和后处理功能,对比分析了结构在减震前和减震后的抗震性能,结果表明:采用非线性粘滞流体阻尼器这一减震方案可以提高结构的整体抗震性能,起到良好的减震效果.     

黏滞阻尼减震系统的性价比

将黏滞流体阻尼器耗能与减震系统造价之比定义为减震性价比,以此作为衡量指标,能客观地表征减震系统的能效。为提高减震系统的性价比,文章给出了优化阻尼器参数、加大阻尼器两端位移、优选支撑材料、采用位移放大机构等措施,并建议采用系统化的减震技术解决方案。文章可用于提高黏滞阻尼减震技术应用水平。     

耗能减震技术在北京汽车产业研发基地结构中的应用

耗能减震技术通过在结构物的某些部位设置耗能装置,利用其局部变形提供附加阻尼,以消耗地震能量,减小主体结构地震反应,从而达到减震、控震的目的。北京汽车产业研发基地项目建筑造型较特殊,结构的扭转效应比较大,为了减小结构的地震响应,尤其是在罕遇地震下的响应,在关键部位布置了若干黏滞流体阻尼器。采用MIDAS软件对采用阻尼器后的耗能结构与初始结构进行计算比较。结果显示,黏滞流体阻尼器的采用有效控制了结构在地震作用下的响应。     

黏弹性阻尼器对框架结构抗震性能的影响分析

黏弹性阻尼器作为一种减震装置，能够较好地抵抗和减少建筑物受到的地震作用影响。基于Midas/GEN软件，选取三条普通地震波，对一栋5层混凝土框架结构模型进行非线性地震反应分析，提出了布置有黏弹性阻尼器的框架减震结构，分析其减震效果，通过分析不同位置的黏弹性阻尼器的耗能能力优化布置。结果表明：通过合理布置黏弹性阻尼器可以更好地实现框架结构耗能，降低结构地震响应，使结构的层间位移、层剪力以及层加速度都得到有效控制，并且在结构下部布置阻尼器，其耗能能力更优于布置在结构上部。     

基于性能的非线性黏滞阻尼器减震结构设计与抗倒塌能力评估

依据我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和借鉴日本隔震结构协会《被动减震结构设计!施工手册》,提出了非线性黏滞阻尼器减震结构的设计方法,通过实际结构的等效单自由度体系的减震性能曲线,确定非线性黏滞阻尼器的损失刚度比和等效支撑构件刚度比,进而应用于主结构,确定各楼层需配置的非线性黏滞阻尼器参数。利用这一方法对某6层钢筋混凝土框架结构进行减震设计,并采用SAP2000软件对结构装设阻尼器前后的抗震性能进行了分析对比。最后选择20条地震波对结构某榀横向中框架进行了增量动力分析,并采用倒塌储备系数评估结构的抗倒塌能力。结果表明:装设非线性黏滞阻尼器后结构的抗震性能有较大的改善,能够较好地达到性能目标的要求;结构的抗倒塌能力也明显提高。但不同地震动输入下结构的增量动力分析结果差别较大,因此地震波的合理选择及大震作用下动力分析结果的可靠性仍然是今后需进一步研究的主要问题。     

应用黏滞阻尼器的框架结构减震效果模拟分析

采用数值模拟方法对应用黏滞阻尼器的框架结构进行减震效果分析。为确保分析模型的准确性,分别对PKPM和ETABS,Midas-Gen模型计算得到的质量、周期和层间剪力对比分析,利用ETABS和Midas-Gen对框架结构进行多遇和罕遇地震下减震效果分析,结果表明:应用黏滞阻尼器的框架结构,在多遇地震作用下,层间剪力和位移角均有明显减小,在罕遇地震作用下,结构的层间位移角有所减小,减震效果明显。     

某框架结构采用复合型铅黏弹性阻尼器减震分析北大核心CSCD

复合型铅黏弹性阻尼器是综合利用多种耗能机制的新型阻尼器,针对其在结构中的模拟及减震性能的把握是实际设计应用中的关键问题。结合某4层框架减震实例,通过对设置复合型铅黏弹性阻尼器减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力时程分析,考察了阻尼器在减震结构中的耗能表现及减震效果。结果表明,复合型铅黏弹性阻尼器用于钢筋混凝土框架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,保护主体结构的安全,实现结构"强柱弱梁"的屈服机制。     

某框架结构采用复合型铅黏弹性阻尼器减震分析

复合型铅黏弹性阻尼器是综合利用多种耗能机制的新型阻尼器,针对其在结构中的模拟及减震性能的把握是实际设计应用中的关键问题。结合某4层框架减震实例,通过对设置复合型铅黏弹性阻尼器减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力时程分析,考察了阻尼器在减震结构中的耗能表现及减震效果。结果表明,复合型铅黏弹性阻尼器用于钢筋混凝土框架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,保护主体结构的安全,实现结构"强柱弱梁"的屈服机制。     

带黏弹性阻尼器钢结构振动台试验研究

为研究新型合成材料黏弹性阻尼器在地震作用下的减震效果和耗能特征,将6个黏弹性阻尼器按层间柱形式安装在钢框架结构中,分别对无控结构和有控结构进行3条峰值加速度由0.1g~0.6g逐步增大的地震波作用下的振动台试验。通过对结构动力特性和结构响应的对比分析,研究黏弹性阻尼器的减震效果和耗能特征。试验结果表明:结构加速度和位移减震效果明显,剪力减震效果有限;黏弹性阻尼器频率相关性不明显,主要为剪切变形幅值相关性;随着剪切变形增加,阻尼器提供附加刚度降低,引起结构自振频率从2.81 Hz降至1.19 Hz;随着剪切变形增加,附加阻尼比先增后减,最大为18.21%;黏弹性阻尼器初始刚度对结构带来的不利影响不容忽视;黏弹性阻尼器具有良好的极限剪切变形能力,最大剪应变达到336%。     

高烈度区某框架-核心筒结构耗能减震控制研究

针对位于高烈度区的某高层建筑,采用高层结构减震控制理论,选取非线性粘滞流体阻尼器耗能装置对结构进行减震控制。首先基于通用有限元分析软件平台建立了三维结构弹塑性分析模型,然后分别对多条地震波输入下减震前后结构的动力响应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了对比分析。结果表明:采用非线性粘滞流体阻尼器减震方案可以提高结构的整体抗震性能,起到良好的减震效果。