基于目标位移的大层高RC框架薄弱层增设黏滞阻尼器模型振动台试验

大型公共建筑和工业建筑常采用大层高RC框架结构,受其功能限制难以采用传统加固方式,采用消能减震加固时,可能仅实现部分楼层增设阻尼器。为实现预设目标,对具有大层高大跨度特征的RC框架仅在薄弱层增设黏滞阻尼器进行了模型振动台试验,并对模型在地震作用下的地震位移响应及动力特性进行对比研究。试验结果表明,在薄弱层增设黏滞阻尼器是实现此类结构抗震性能化的有效手段之一,可以有效的提高建筑的抗震性能。     

科兴中维某框架结构减震加固设计

科兴中维某框架结构因工艺调整、抗震设防类别提高,采用增设黏滞阻尼器的消能减震加固方式。本文通过建立弹塑性模型进行大震弹塑性分析,结果表明本结构减震加固后,黏滞阻尼器起到了良好的减震耗能作用,结构顶点位移、层间位移角、基底剪力等关键指标均满足大震要求;地震能量主要由黏滞阻尼器及框架梁消耗,框架柱基本不参与耗能;减震加固后框架梁满足性能水准要求,框架柱包钢加固后满足性能水准要求。     

黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用研究

以某8层钢筋混凝土框架结构住宅楼为依托,对黏滞阻尼器在抗震加固中的应用进行研究,利用有限元软件ETABS建立结构三维模型,通过计算得到有无黏滞阻尼器结构的地震响应。研究结果表明,增设黏滞阻尼器后由阻尼器提供的附加阻尼比满足减震目标要求,能在一定程度上改善结构抗震性能,使结构层间剪力、层间位移角和屋面位移均在一定程度上有所降低。     

带位移放大装置新型阻尼墙结构的地震响应分析

基于黏滞阻尼器的耗能原理,针对地震时阻尼器位移小的特点,提出一种可提高阻尼器耗能能力的位移放大装置,并在此基础上设计出一种黏滞阻尼墙。针对黏滞阻尼器力学模型,增设放大装置后,得到带放大系数的黏滞阻尼墙力学模型。以12层框架为例,利用有限元软件分析比较带放大装置的黏滞阻尼墙减震结构与常规阻尼器建筑结构的减震效率。在加速度、层间位移、层间剪力等地震响应的控制效果方面,基于文中提案采用放大装置的减震结构更为有效。     

黏滞阻尼器加固大空间混凝土框架结构振动台试验研究

为研究大空间混凝土(LRC)框架结构消能减震加固效果及其抗震性能，基于已完成的1∶6缩尺无控LRC框架结构模型试验，开展同加载历程下另一设置黏滞阻尼器(VFD)的相同减震框架结构模型振动台试验。通过对比分析两个模型破损特征、动力性能、加速度与位移响应等，定量获取增设VFD后减震结构相比无控结构抗震性能的提升水平，揭示不同地震作用下LRC框架中VFD发挥的实时减震效果，重点研究减震加固技术对LRC框架结构中薄弱部位响应的影响规律。试验结果表明：减震模型较非减震模型层间位移得到有效控制，罕遇地震作用下结构最大层间位移角由1/102降至1/194;试验过程中阻尼器的工作性能良好，随着地震激励升高，黏滞阻尼器出力逐渐增大，阻尼器实际最大出力达设计极限值的88%。     

考虑近断层地震的隔震结构增设黏滞阻尼器效果分析

介绍了新疆近断层地震动特点及其对隔震结构的影响。在太平洋地震工程中心地震记录数据库中选取2条近断层地震记录EL-CENTRO ARRAY#6波和CHY101波,再加上按规范反应谱拟合的人工时程一起作为输入。以喀什地区某医院隔震加固为背景,对采用铅芯叠层橡胶支座的隔震体系和铅芯叠层橡胶支座与黏滞阻尼器组合的隔震体系进行动力时程对比。分析结果表明,采用铅芯叠层橡胶支座与黏滞阻尼器组合的隔震体系在人工地震动和近断层地震动作用下的隔震效果都比较明显,而仅采用铅芯叠层橡胶支座的隔震体系在近断层地震作用下无明显隔震效果,结构安全性无法保证。为保证隔震结构在各种地震动作用下的稳定性及安全性,应在隔震层中增设黏滞阻尼器,以增大结构的附加阻尼,提高隔震效果。     

变性能黏滞阻尼器隔震结构体系抗风与隔震分析

高风压、高烈度地区的高层建筑隔震设计时存在隔震层抗风需求与减震效果难以协调的问题,且罕遇地震作用下隔震层位移过大需进行限制,为此,提出在隔震层中增设变性能黏滞阻尼器形成组合隔震体系,利用变性能黏滞阻尼器的分段式性能分别控制风、地震作用下结构响应。介绍了变性能黏滞阻尼器隔震体系的构造、作用机理、设计流程,并以某29层框剪结构为例进行了隔震设计分析。结果表明,变性能黏滞阻尼器隔震体系具有良好的耗能能力和隔震层限位效果,能够同时兼顾高层隔震结构抗风与减震需求,在高风压、高烈度地区的高层隔震建筑中有较好的工程应用价值。     

黏滞阻尼器加固的RC框架结构抗震性能分析

经济建设的发展对建筑结构的抗震安全度提出了更高的要求,在各种抗震加固方案中,基于黏滞阻尼器的加固方案被广泛应用。采用合理的弹塑性分析模型对采用黏滞阻尼器加固的RC框架结构在不同强度地震作用下的性能表现进行了全面考察,并重点关注了不同参数减震方案的减震效果以及结构在大震和特大震下的性能表现。研究表明随着地震动强度的变化,黏滞阻尼器的减震效果会有所不同,且随着地震强度增加,采用更大速度指数黏滞阻尼器的减震方案的减震效果更佳。     

近断层速度脉冲型地震动对多层校舍减震加固性能影响研究

近断层地震动具有加速度、速度脉冲运动特性,相对于普通地震动对结构可能造成更加不利的影响。本文针对典型多层校舍,对比了其黏滞消能减震加固前后的结构响应,研究了黏滞消能减震加固技术在不同地震动(近断层脉冲型地震动、近断层非脉冲型地震动和远场地震动)下的抗震性能和减震效果。首先,阐述了近断层地震动基本特征,并选择合适的地震动记录。随后,围绕某多层校舍开展了黏滞阻尼减震加固设计。最后,开展了多遇及罕遇地震下结构动力时程分析,对比、评价了结构抗震性能和可恢复性,以及阻尼器工作性能。研究结果表明,黏滞阻尼减震技术有效改善了结构抗震性能,罕遇地震作用下,结构薄弱层层间位移在各地震动工况平均衰减可达62.1%,薄弱层残余层间位移角平均减小71.3%;近断层脉冲型地震使结构产生明显大于同等强度普通地震(远场地震和近断层非脉冲地震)作用下的响应,罕遇地震作用下薄弱层层间位移角达远场地震工况的2.75倍,但黏滞阻尼减震效果受地震动特性变化影响较小。相关研究可为断层附近多层校舍抗震加固设计提供参考。     

位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架减震效果及动力试验研究

为提高黏滞阻尼伸臂桁架在地震作用下的耗能效率,设计了一种带位移放大装置的黏滞阻尼伸臂桁架。对分别设置传统型和位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架的超高层结构进行有限元分析,对比了结构的地震响应及阻尼器的工作状态。通过动力荷载试验,考察两种黏滞阻尼伸臂桁架的滞回性能,对比阻尼器的位移及耗能,研究位移放大系数的变化规律,分析伸臂桁架刚度对黏滞阻尼伸臂桁架工作效率的影响。结果表明：相比传统型黏滞阻尼伸臂桁架,采用位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架可将阻尼器的耗能效率提高至原来的1.5~1.8倍,使结构获得更好的减震效果;位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架滞回曲线光滑、对称、饱满,具有良好的工作性能,且能有效放大阻尼器的工作位移并增大耗能;提出了黏滞阻尼伸臂桁架的位移放大系数的计算式,计算值与试验值吻合较好;为保证黏滞阻尼伸臂桁架的工作效率,建议伸臂桁架的刚度比取值不小于9。     

Dynamic experimental and numerical study of double beam–column joints in modern traditional‐style steel buildings with viscous damper

Modern traditional‐style steel (MTS) structure is an innovative architecture structure that is widely used in China. This paper explores the possibility of using viscous damper, which can be conveniently installed between beam and column, to replace “sparrow brace” at beam–column joints to improve its seismic capability. Three 1/2.6 scaled MTS double beam–column joints, one without viscous damper and two with viscous damper, were fabricated and tested under dynamic cyclic loading. The results indicated that the primary failure modes were cracking of base metal and local bucking at the beam ends. The hysteretic curve of specimens with viscous dampers was more plump than the common specimen without viscous dampers, indicating better energy dissipation capacity. The displacement ductility ratio was about 1.79–1.96, indicating the viscous damper has little effect on the ductility, whereas in plastic stage, the energy dissipation of specimens and viscous damper increased rapidly, indicating great energy dissipating function of viscous damper. Meanwhile, the results also proved that finite element analysis may stimulate and predict the mechanical behavior of MTS double beam joints with viscous dampers.     

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。     

Seismic response analysis of structures with velocity-dependent dampers

This paper is concerned with seismic response analysis of structures with velocity-dependent passive energy dissipation devices, such as viscous and viscoelastic dampers. The modeling of a damper-brace component composed of a viscous or viscoelastic damper connecting with braces in series is presented. Several key parameters influencing the energy dissipation efficiency of such dampers in the damper-brace component are investigated and the relationships of the parameters and efficiency of the dampers are established. An equivalent model for the passive energy dissipation system is developed, which can significantly simplify the dynamic analysis of structures with the velocity-dependent dampers. The seismic responses of a single-story structure and a multi-story structure with the viscous and viscoelastic dampers are analyzed to verify the effectiveness of the passive energy dissipation devices for suppression of dynamic responses of structures and the reliability of the proposed simplified computational methods.     

大跨度钢结构楼盖的消能减振设计

文章介绍了某火车站高架候车大厅大跨度钢结构楼盖的消能减震设计.在楼盖指定钢梁的跨中安置TMD-粘滞流体阻尼器消能减振装置,消能减振装置包括TMD和粘滞阻尼器两部分,每个TMD由一个质量块和4个弹簧减振器组成,粘滞阻尼器选用无刚度的速度线性相关型阻尼器.分析计算表明,安装减振装置后,有效地削减了该楼盖的共振响应,所有工况...     

非线性粘滞阻尼器减震结构参数研究

结合工程实例，对多层钢筋混凝土框架结构进行了分析，考虑非线性粘滞阻尼器斜撑的施加对结构地震反应的影响，并根据计算结果研究了支撑刚度对阻尼器减震效果的影响，所得结果可为粘滞阻尼器支撑结构的设计提供依据。     

Evaluation of a developed bypass viscous damper performance

In this study, the dynamic behavior of a developed bypass viscous damper is evaluated. Bypass viscous damper has a flexible hose as an external orifice through which the inside fluid transfer from one side to the other side of the inner piston. Accordingly, the viscosity coefficient of the damper can be adjusted using geometrical dimensions of the hose. Moreover, the external orifice acts as a thermal compensator and alleviates viscous heating of the damper. According to experimental results, Computational Fluid Dynamic (CFD) model, a numerical formula and the simplified Maxwell model are found and assessed; therefore, the verification of numerical and computational models are evaluated for simulating. Also, a simplified procedure is proposed to design structures with bypass viscous dampers. The design procedure is applied to design an 8-story hospital structure with bypass viscous dampers, and it is compared with the same structure, which is designed with concentric braces and without dampers. Nonlinear time history analyses revealed that the hospital with viscous damper experiences less structural inelastic demands and fewer story accelerations which mean fewer demands on nonstructural elements. Moreover, seismic behaviors of nonstructural masonry claddings are also compared in the cases of hospital structure with and without dampers.     

基于性能的抗震加固方法在框架结构中的应用

对于抗震构造措施不满足现行规范的既有钢筋混凝土结构,采用传统方法加固不便于工程实施。以某医疗建筑为例,介绍了基于性能的抗震加固设计思路及采取消能减震技术提高抗震性能的方法。主要针对结构设防目标和设计原则、阻尼器合理布置方案及减震效果等问题进行了探讨。研究认为:提出的抗震加固设计方法更为经济合理,消能减震结构的抗震性能明显提高时,抗震构造要求可适当降低;合理布置阻尼器不仅可以降低水平剪力、层间变形,还可以控制结构的扭转反应。     

消能减震结构的试算设计方法

在结构中如何确定阻尼器位置及相关参数是消能减震结构设计的关键问题.本文在仔细分析阻尼器参数特性的基础上,结合"择层设计"思想,提出了一种设置阻尼器消能减震的试算设计方法.如对于粘滞阻尼器,采用该方法可以快速确定阻尼器的位置、个数、粘滞阻尼系数和速度指数.计算实例表明,该方法简便有效,容易掌握.     

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。     

采用被动控制的四塔连体结构振动台试验研究

某四塔连体结构在顶部通过300m长的空中连廊在高度235m处连接,形成复杂的多塔楼高位连体结构。为减小地震作用下的结构响应及结构构件内力,采用被动控制方案,空中连廊与四栋塔楼的连接节点采用摩擦摆隔震支座,并设置阻尼器进行耗能与限位。为检验四塔连体高位减（隔）震结构的抗震性能,进行了1/25缩尺模型的模拟地震振动台试验研究。结果表明：采用被动消能减震的四塔连体结构满足抗震设计要求;摩擦摆隔震支座与黏滞阻尼器产生了良好的隔震与消能减震效果,空中连廊构件在罕遇地震作用下保持弹性工作状态。