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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

装设黏滞流体阻尼器的框架结构减震控制分析

为研究框架结构装设黏滞流体阻尼器减震效果,以某钢筋混凝土框架结构为背景,考虑采用装设黏滞流体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,装设黏滞流体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,呈现典型非线性速度阻尼器特征,分析结果对于黏滞流体阻尼器的应用与推广具有一定的参考价值。     

大跨空间网架结构采用消能减震技术的研究

针对网架结构特点,提出采用粘滞流体阻尼器作为冗余杆件和粘弹性阻尼器替换原杆件两种方法对网架结构进行消能减震。以一正放四角锥网架为模型,对其采用消能减震技术前后结构地震响应进行对比结果表明,上述两种方法均可以有效减小网架结构的地震响应。同时,对阻尼器布置位置变化对减震效果的影响进行分析比较。     

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。     

某大型医院基于性能的消能减震设计研究

为了研究黏滞阻尼器的减震效果,确保医院作为重要生命线工程在地震灾害下的安全和正常使用,以某大型医院为工程背景,对安装黏滞阻尼器和未安装黏滞阻尼器的结构进行地震作用下的非线性时程对比分析。研究结果表明,黏滞阻尼器具有较好的耗能能力,可明显减小结构地震响应,使其结构满足性能要求。     

某框架-剪力墙结构优化设计与减震控制

为研究某框架-剪力墙结构的截面优化和抗震性能,建立ETABS三维有限元模型,提出对结构进行截面优化并且增设黏滞阻尼器的优化方案。在8度多遇和罕遇地震作用下,分析对比了原结构与优化减震结构的动力响应,分析了黏滞阻尼器的耗能情况,并且计算了黏滞阻尼器的附加阻尼比效应。结果表明:优化减震结构中黏滞阻尼器有效发挥了耗能特性,降低了结构在地震荷载作用下的动力响应;优化减震结构建筑使用面积相对原结构约增大79.9m2,非线性黏滞阻尼器能够给结构提供3.98%的附加阻尼比。     

采用耗能支撑对框架结构进行抗震加固的结构地震反应分析

作为耗能支撑的一种,黏滞耗能支撑具有显著的耗能特性,能有效地耗散结构的地震反应。在结构层间框架柱之间附设黏滞耗能支撑能提高结构的附加阻尼比,因而会降低结构的地震反应并确保主体结构免遭地震破坏。结合一个抗震加固改造工程实例,对附设黏滞耗能支撑前后的框架结构进行了弹塑性地震反应分析。框架结构的非线性时程分析结果表明,附设黏滞耗能支撑对框架结构减震效果显著,黏滞耗能支撑能较大提高框架结构的抗震安全储备,适用于新建的或已有建筑结构的抗震加固。     

减震与隔震网架结构地震响应分析

减震、隔震技术属于结构振动控制中的被动控制,这种技术相比其他具有成本低、便捷性、显著性等特点受到了众多建设者的青睐。针对网架结构特点,在网架结构中应用减震、隔震技术,以此来降低外部荷载对结构的损害是很有必要的。本文研究的网架结构位于青岛市,在新版地震区域划分中青岛地区的抗震设防烈度由6度区提升为7度区,因此对该地区结构进行抗震加固迫在眉睫。对其采用减震、隔震技术后,结构地震响应进行对比结果表明:减震和隔震技术可以有效的减小网架结构的地震响应,网架的抗震性能提升,能够满足7度设防区的抗震要求。     

钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构内力分析

对某框架-核心筒结构实际工程在两个不同的部位加设耗能支撑,采用ETABS软件,计算钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构在地震作用下的内力,分析了耗能器在地震作用下能否启动耗能和其耗能效果。结果表明,在多遇地震下耗能器不启动,在罕遇地震下耗能器启动耗能,能够较好的改善结构的抗震性能。     

某底层框架砖房的消能减震设计

研究了底层框架砖房采用消能减震技术的抗震设计方法,介绍了宿迁某底层框架砖房采用粘弹性阻尼器的消能减震设计,给出了多遇地震和罕遇地震作用下的主要计算结果。计算表明,设置粘弹性阻尼器后,上部结构在多遇、罕遇地震作用下均能满足承载力与变形的要求。     

高层建筑局部消能减震新体系研究

本文提出了高层建筑结构的一种局部消能减震新体系.该体系既利用了上下部结构的动力反馈作用,又充分发挥了上部阻尼支撑的消能减震作用.分析发现:多遇地震下结构各层的层间剪力可以减小30%以上,下部结构层间位移可以减小30%～45%,楼层总位移也可以减小35%以上;罕遇地震作用下下部结构层间位移和楼层总位移也可减小20%左右.同时利用粘滞阻尼支撑将上部结构的层间位移控制在允许范围内.     

C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能研究

我国现行建筑抗震设计规范中要求结构（构件）在满足承载力的同时,需具备足够的变形能力,但是由于高强材料在延性上的不足,高强混凝土结构构件可能无法同时满足以上要求。为充分发挥高强混凝土竖向构件承载力,基于设置消能减震装置集中耗能降低结构地震响应的方法,对7度设防区C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能进行研究。结果表明：在罕遇地震作用下,C100高强混凝土框架-核心筒结构竖向构件基本保持在弹性工作状态,消能减震技术可有效降低地震作用,保证结构的抗震安全;通过不同消能减震方案对比分析得到,在加强层以及结构剪切变形较明显的楼层布置合理数量的黏滞阻尼器减震效果最好。     

成束钢框筒结构罕遇地震作用下的能量反应分析

基于对三种不同竖向收进方式的成束钢框筒结构进行的罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,得到各种能量项数值,分析了采用不同峰值加速度输入下各能量项时程曲线的变化趋势。对输入能与地震加速度的关系、塑性耗能沿楼层的分布规律以及塑性耗能在构件中的分配进行了研究。探讨了组成束筒的各单个框筒的塑性耗能特点及其与竖向收进方式的关系。结果表明：采用不同的峰值加速度输入不影响弹性应变能、塑性耗能、阻尼耗能以及动能各项占总输入能比例的时程曲线变化趋势;当地震作用超过一定强度时,动能和弹性应变能在输入能中所占的比例变小,输入能主要依靠结构的塑性耗能来耗散;输入峰值加速度不同,塑性耗能沿楼层的分布规律也不同;窗裙梁是成束钢框筒结构最主要的耗能构件;组成束筒的各单个框筒耗能与输入的地震动峰值加速度有关;当输入的峰值加速度较大时,对于竖向未收进的模型,中间部位筒的耗能小于其周边筒的耗能,对于竖向收进的筒体,除收进变化较大的个别单筒外,单筒各层平均耗能较为均匀。     

西安石油宾馆采用粘弹性支撑减震设计与研究

对8度区的西安石油宾馆采用粘弹性消能支撑进行减震设计与研究。首先利用时程分析计算原结构在多遇地震作用下的变形,针对原结构不满足抗震要求,采用粘弹性支撑对原结构进行抗震加固;随后阐述了粘弹性阻尼器及消能支撑的设计,简述了阻尼器位置的优化。通过对该宾馆加与不加粘弹性支撑的时程分析,计算结果表明,粘弹性阻尼器可有效降低结构的振动反应,是一种性能良好的消能减震装置。     

消能支撑在某钢结构工程中的应用

在某培训中心钢结构工程中,采用消能支撑有效解决了设计过程中出现的层间侧移延性比不满足要求的问题。通过在梁与支撑节点设置金属屈服阻尼器,将普通钢支撑改造成消能支撑,并给出了阻尼器安装位置的节点示意图。计算分析结果表明,消能支撑与普通钢支撑相比,可以有效减小结构在地震作用下的位移反应,提高结构的安全储备,具有良好的经济效益...     

新型消能减震复合墙板性能分析研究

针对传统复合墙板强度低在地震作用易产生破坏的问题,提出一种新型预制装配式消能减震复合墙板,介绍其构造和特点。采用ABAQUS软件建立了新型消能减震复合墙板的简化有限元模型,对其进行了拟静力往复荷载作用下的数值仿真分析,分析了新型预制装配式消能减震复合墙板的耗能能力,延性及刚度退化,并与传统复合墙板进行了对比。结果表明:新型预制装配式消能减震复合墙板滞回曲线饱满,试件在大变形作用下未出现明显的塑性区,具有良好的延性、变形能力和耗能能力,在地震作用下能较好的保护主体结构,避免主体结构发生较大破坏,提高结构在地震作用下的安全性。