地震作用下高层框架厂房的多重调谐质量阻尼器扭转振动控制

通过ANSYS软件建立高层框架结构的三维有限元模型,模态分析结果显示结构的第三阶模态为扭转振动,在地震作用下高层框架厂房结构的扭转振动将占据主要位置,需要对结构的扭转反应进行控制。提出将厂房附属设备气化炉作为控制装置中的子结构质量块,设计合理的多重调谐质量阻尼器(MTMD)参数。对结构在施加MTMD和未施加MTMD两种情况下进行动力时程分析,研究MTMD对高层框架厂房结构在两种地震作用下抗扭转性能的影响。结果表明,在地震作用下,MTMD对高层框架结构角位移和角加速度的控制效果较好。     

高层工业煤气厂房在多重调谐质量阻尼器与黏滞流体阻尼器共同作用下的地震控制效果分析

高层工业煤气厂房在地震作用下振动较为剧烈,故对其在不同地震作用下的振动控制,也成为了当下研究的重点。通过运用ANSYS有限元软件构建了三维高层工业煤气厂房有限元模型。模态分析显示,结构扭转模态出现较早。施加减振措施时,不但对弯曲振动还要对扭转振动加以控制,故对其层间位移、顶层位移加速度及角加速度进行振动控制分析。为此,在结构上分别加设钢支撑、多重调谐质量阻尼器(MTMD)、黏滞流体阻尼器及MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元后,施加地震作用,进行动力时程对比分析,进而研究4种减振措施对地震控制效果的有效性。结果表明:多数情况下,运用MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元进行控制效果较好。     

框架厂房空间结构地震反应分析

一端设置山墙的多层框架厂房在地震作用下将出现扭转振动,不考虑这种影响对结构设计来说是偏于不安全的。本文用空间计算模型分析了框架结构的地震反应,并与平面结构计算结果进行了比较。所得到的结果对工程设计有实用价值。     

填充墙MTMD减震结构振动台试验与动力时程分析

为研究利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的减震性能,设计了不同阻尼器钢片厚度(频率比),不同质量块布置(质量比)的填充墙MTMD减震结构,以及无TMD的普通抗震框架结构,进行了不同地震输入水平下的振动台试验和动力时程分析。模态分析表明,填充墙减震结构各阶振型比普通框架结构的自振频率更小、周期更长,振动特性主要由第一阶平动效应控制。试验和时程分析得到了基本一致的减震规律,即减震结构在中、大震阶段具有显著的减震效果,地震作用越大,减震结构的加速度减震效果越好,由于阻尼器限位作用,位移减震效果变化不大;阻尼器钢片厚度决定主子结构频率比,频率比越接近1,减震效果越好;对于第一振型为主的多层结构,质量块布置数量对减震效果影响不明显,可考虑仅在顶层设置TMD质量块。     

大跨桥梁结构扭转振动的MTMD控制研究

多重调谐质量阻尼器 (MTMD)主要被用来控制结构的侧向振动与大跨桥梁的抖振。目前 ,还未见有国内外学者讨论大跨桥梁结构扭转振动的MTMD控制问题。鉴此 ,本文将研究利用MTMD控制桥梁结构扭转振动的可能性。假设桥梁结构仅存在扭转振动 ,于是桥梁结构可简化为单自由度结构模型。基于建立的桥梁结构的一般MTMD模型的传递函数 ,导出了设置 5种MTMD模型 (MTMD 1～MTMD 5 )桥梁结构转角位移动力放大系数 (DMF)统一解析式。于是 5种MTMD模型的优化准则可定义为设置 5种MTMD模型桥梁结构最大转角位移动力放大系数的最小值的最小化。数值研究表明 ,相对于其它最优的MTMD模型 ,最优的MTMD 1可以提供更好的有效性和鲁棒性而且制作最简单。因此 ,最优的MTMD 1模型是可用于控制大跨桥梁结构扭转振动的最佳MTMD。     

地震作用下某高层结构MTMD减震控制研究

通过数值模拟研究了地震作用下高层结构多个调谐质量阻尼器(MTMD)减震控制。根据实际工程,利用国际通用软件ETABS建立了结构三维有限元模型,进行了动力特性的分析,得到了结构的前几阶频率;根据不同场地类型,选取了4条典型的地震波;研究了调谐质量阻尼器(TMD)的参数选取和有限元的模拟;运用时程分析方法,分别研究了不同地震作用下高层结构有无控制下的反应。研究结果表明,MTMD对高层结构的减震控制效果明显,场地类型对减震控制效果有一定的影响。所获得的结果为高层结构减震控制设计提供参考和依据。     

偏心支撑钢框架减震结构动力性能分析

为了研究粘滞阻尼器在钢结构中的减震性能,文中选取高层偏心支撑钢框架结构进行数值分析,通过ETABS有限元软件建立高层偏心支撑钢框架结构和高层VFD偏心支撑钢框架减震结构两种模型,对两种结构模型都进行模态分析和罕遇地震下非线性时程分析,对原结构额外进行多遇地震下反应谱分析和线性时程分析。研究结果表明,在结构外围加入VFD后,罕遇地震作用下,减震结构的层间位移角减小比较明显,VFD滞回曲线饱满,其耗能能力较强,阻尼器能有效减少地震传给结构的能量,使结构变得更加安全,但减震结构中阻尼器的耗能多少与耗能比例大小之间没有确切的联系,使得减震结构中阻尼器耗能较多和耗能比例较大的地震波,其波形图相对饱满。     

武汉大学万林艺术博物馆MTMD控制技术研究与应用

笔者研究多重调谐质量阻尼(MTMD)系统对不规则大空间板梁结构竖向振动的控制作用,首先在SAP2000中建立武汉大学万林艺术博物馆数值模型,基于数值模型对结构进行模态分析,筛选出在人行作用力下容易产生结构共振的区域,进而在筛选出的区域进行MTMD减振设计。基于数值模型进行动力响应分析,对比验证MTMD减振设计对结构振动的抑制效果。研究表明MTMD减振方案能有效地够提高万林艺术博物馆结构的舒适性能。在此基础上,采用MTMD对结构进行振动控制,通过人群激励测试,结果分析表明,MTMD对结构一阶主频振动响应控制效果明显,达到了设计指标要求。     

大跨双向悬索结构屋盖MTMD减振控制分析

针对大跨双向悬索结构的振动控制问题,基于多重调谐质量阻尼器(MTMD)减振控制原理,以结构模态阻尼比为参考指标,提出MTMD减振设计方法.进而以某大跨双向悬索结构为背景,提出MTMD减振设计方案,针对两阶主要竖向振动模态分别设计两套MTMD子系统,通过调整MTMD频率带宽与TMD阻尼比,在显著提升结构模态阻尼比的同时使...     

带设备偏心工业厂房在地震作用下的响应分析

针对带有设备的工业厂房,由于结构本身不规则存在偏心且装设在厂房一侧质量较大的设备加剧了结构的偏心,使其成为了大偏心结构体系。通过建立厂房结构的ANSYS有限元模型,讨论了其自振特性。并对结构和设备进行地震作用下的时程响应分析,找到结构平动和扭转振动较大的楼层,将其确定为薄弱层。为后续的结构振动控制提供依据。     

重庆冉家坝广场3号楼结构设计

重庆冉家坝广场3号楼主体结构屋顶高度193.0m,是B级高度的超限高层建筑。建筑结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,外围框架柱下部采用型钢混凝土柱。该工程采用两种程序对结构进行了小震和中震作用下的反应谱弹性分析,并进行了弹性动力时程补充分析。同时,通过对结构进行大震作用下的静力弹塑性分析,证明了该工程结构具有良好的抗震性能,结构安全可靠。     

大跨屋盖结构的竖向MTMD减震控制

建立了屋盖结构竖向MTMD的振动控制方程,根据屋盖结构振型密集的动力特性提出了三种MTMD设计思路。结合某工程实例讨论了屋盖结构MTMD的设计步骤和减震效果,结果表明MTMD对不同的地震波都有一定程度的减震效果,表现出良好的鲁棒性,响应峰值降低10%～40%;地震波对MTMD控制效果影响较大,应根据场地条件和结构特点选择合适的地震波进行分析。     

非线性静力分析MMPA方法的准确性评估

MMPA方法是将按类似弹性振型组合方法对各阶振型侧力模式下pushover分析计算结果进行耦合,按得到结构的弹塑性地震响应的一种非线性静力分析方法。该方法考虑了高阶振型对于高层结构的地震反应的影响。本文分别对两栋不同结构形式的规则高层结构进行了均匀侧力分布,第1振型水平侧力分布和MMPA方法的静力非线性分析。通过与弹塑性动力时程响应分析结果的比较分析,对MMPA方法计算高层建筑结构的准确性进行了评估。     

钢筋混凝土框架核心筒结构地震韧性评价

随着中国高层建筑的蓬勃发展,“大震不倒”的性能目标已经不能满足现代社会的需求,提高其地震韧性是当下高层建筑抗震的发展趋势.对比目前代表性的韧性计算方法,构建了一种基于构件损伤状态的结构使用功能量化方法,提出了结构地震韧性的评价流程,并应用于典型钢筋混凝土框架核心筒高层建筑结构的地震韧性评价.研究结果表明:所提出的基于构...     

高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构抗震性能研究

为研究高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震性能,分别设计了一个10层钢筋混凝土框架结构和屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构模型,进行了地震作用下动力非线性分析。结果表明：屈曲约束钢板墙可显著减小高层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的层间位移,同时在罕遇地震作用下框架中塑性铰的数量也有大幅减少,表现出良好的抗震性能。在此基础上,综合规范对框架结构和框架-抗震墙结构抗震等级和柱轴压比限值的规定,并结合屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的受力特点,提出了高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震设计建议。建议屈曲约束钢板墙的边缘构件按框架结构确定抗震等级和柱的轴压比限值,其他框架部分根据其承担的地震倾覆力矩比例大小,按框架结构或框架-抗震墙结构确定抗震等级和柱的轴压比限值。     

碳纤维布加固混凝土框架非线性分析

碳纤维布加固的混凝土框架结构受到较大荷载作用时,尤其在地震荷载作用下,其非线性性能对结构影响很大。然而,通过结构试验的方法,研究CFS加固混凝土框架在各种变化参数、各种荷载作用下的结构性能是十分不现实的。本文根据碳纤维布加固混凝土框架的受力特性,考虑材料非线性、几何非线性等因素的影响,利用数值积分方法,编制了碳纤维布加固混凝土框架结构非线性分析程序,并对两榀CFS加固的混凝土框架受力性能进行了数值模拟。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的分析程序具有一定的实用性,能够对CFS加固的混凝土框架结构进行类似的非线性模拟分析。     

长沙某超高层住宅楼结构分析与设计

某超高层住宅楼结构高度193.6m,结构形式采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于超高层结构。该塔楼核心筒的高宽比较大,且Y向框架柱数量较少。分别运用了PKPM和ETABS两种计算软件对该塔楼进行了多遇地震下的反应谱分析,以保证其计算结果的可靠性。在此基础上,又进一步利用ETABS软件对该结构进行了弹性时程反应分析。针对本超高层住宅楼自身的结构特性,对其设定适宜的性能目标,完成在设防烈度地震下的中震弹性和中震不屈服的计算分析,以及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

地震作用下“板型”高层钢混框架结构响应分析

义马某气化炉厂房,长56 m,宽19.5 m,高56 m,为"板型"钢筋混凝土框架结构体系。考虑该厂房中设备对系统动力特性的影响,采用大型有限元软件ANSYS对结构的自振特性进行分析。结果表明:结构在第四、五阶模态呈现翘曲模态,充分显示了结构的厚板特征。通过对3种地震波作用下结构位移和加速度响应的对比分析,显示框架结构对天津波反应比较敏感。通过对地震信号进行FFT变换,显示结构前5阶频率均处于天津波能量谱最大范围内,证实了结构对天津波敏感的原因。     

不同地震动作用下高层结构响应比较研究

近年的大地震中,远离震中的高层建筑在长周期地震动作用下响应强烈。研究以高层钢筋混凝土结构为对象,选取不同频谱特征的地震波,分别以加速度标准化和速度标准化两种方式调幅进行弹塑性时程分析。结果表明:加速度峰值相同的条件下,长周期地震动对高层结构影响更大,且结构响应受位移控制,速度和能量与高层结构的地震响应关系密切。     

型钢混凝土梁式转换层的设置位置对结构抗震性能的影响

对1栋18层的带型钢混凝土梁式转换层的高层建筑,采用SAP 2000有限元分析软件建立了转换层分别设置在第2、4、6、8、10层的5组结构模型。通过对这5组结构模型的模态分析和振型分解反应谱分析,研究型钢混凝土梁式转换层的设置位置对高层建筑结构抗震性能的影响,得出一些有意义的结论和建议,供高层建筑结构设置型钢混凝土梁式转换层时参考。