高层建筑结构消能减震新体系分析研究

通过分析消能减震机理,探讨了消能减震结构的减震设计要点,通过计算,对设置消能减震构件的某高层建筑框架结构进行强震作用下的地震反应分析,指出采用消能减震结构体系是减少共振反应,确保结构安全的有效途径。     

土-结构相互作用对消能减震结构损伤谱的影响

消能减震结构是一种应用广泛的结构抗震体系,文中研究地震荷载下土-结构相互作用(SSI)对消能减震结构Park-Ang损伤谱的影响。消能减震结构模拟成恢复力体系为Takeda滞回模型的单自由度体系,消能减震装置假设为黏滞阻尼,地基土的动力特性采用系统化的集总参数模型表示。研究表明无论是否考虑土-结构相互作用,随着结构阻尼比的上升,消能减震结构的Park-Ang谱在整个周期段上都得到很大的降低。然而,当消能减震结构总体阻尼比达到15%~20%时,随着地基土的剪切波速下降,整个周期段上Park-Ang损伤谱都会呈现出加大的趋势。与非减震结构相比,消能减震结构需要考虑SSI效应可能产生的不利影响。     

粘弹性阻尼器消能减震结构能力谱分析法

根据粘弹性阻尼器的特点，给出了装设粘弹性阻尼器消能减震结构等价阻尼比的简化计算公式；结合我国抗震设计规范，提出了考虑高阶振型影响的粘弹性阻尼器消能减震结构体系的能力谱分析法，并对一8层钢筋混凝土消能减震框架结构在设防中震作用下进行了计算分析，结果表明采用该方法分析粘弹性阻尼器消能减震结构体系是可行的、有效的。     

体系能力设计法在消能减震结构设计中的应用

结合基于性能抗震设计概念,介绍了体系能力设计法在消能减震结构中的应用。依据体系能力设计法建议了消能减震结构抗震设防目标,并通过算例分析给出了满足体系能力设计方法所需具备的条件。在此基础上,给出了消能减震结构设计中阻尼器分布、阻尼器参数和等效阻尼比等有关计算方法。     

基于混合消能减震技术的组合结构独柱高架站台抗震性能研究

结合高性能组合结构形式以及混合消能减震体系的双重技术优势,研发了适用于独柱长悬臂式高架站台结构的抗震体系。采用有限元分析软件MSC.MARC分别对该体系进行了强震作用下的静力弹塑性分析和动力弹塑性时程分析。分析结果表明基于MSC.MARC二次开发的纤维模型和采用宏观本构的一维非线性弹簧模型能高效准确地模拟站台结构的非线性动力特征以及损伤破坏规律。混合消能减震技术可显著提高结构的刚度和承载力,在降低主体构件耗能的同时增强结构的整体耗能能力。在体系层面,混合消能减震技术可明显改善结构刚度分布不均匀带来的不利影响,有效地降低结构的整体变形和层间位移角;在构件层面,消能减震体系能减少或避免主体构件的出铰,有效地降低主要承重构件的截面应力水平,降低悬臂梁所承受的扭矩。值得注意的是,在混合消能减震体系中,由于结构的各个薄弱环节均得到了加强,未受到消能减震构件保护的其他结构构件的地震响应可能会被放大。     

消能减震技术研究与应用进展

近四十年来,我国建筑消能减震技术研究与应用取得了丰硕的成果,研究开发了一批具有自主知识产权的消能器,设计方法和设计标准日趋成熟,已在新建和既有建筑工程中得到广泛应用。从消能器的研究与开发、消能减震结构创新体系、消能减震设计方法、消能减震标准化、国内典型消能减震工程应用等方面总结了我国消能减震技术研究和应用的成果,指出我国消能减震技术存在的若干关键问题及未来需重点研究的方向,为下一步消能减震技术研究和发展提供参考。     

不同消能伸臂体系减震效果对比分析

超高层建筑结构常采用框架核心筒结构体系,利用外框架和核心筒之间的竖向变形差,在外框架和核心筒之间设置消能器,可形成消能伸臂体系。粘滞阻尼器、防屈曲支撑以及剪切耗能件均为性能稳定的消能器。为研究三种不同消能器构成的消能伸臂对高层建筑结构抗震性能的影响,结合实际工程案例对比分析了这三种体系的减震效果以及经济性。研究表明,三种消能器均能有效降低结构地震作用,其中粘滞阻尼器消能伸臂减震效果最佳,剪切阻尼器消能伸臂经济性最优,防屈曲支撑在减震效果和经济性方面具有较好的综合性能。     

组合消能减震技术在工程项目中的应用与研究

随着消能减震技术发展日趋成熟，基于结构性能需求的各种消能器产品应运而生。目前建筑市场应用较广泛的消能器主要包括位移型和速度型两种。根据项目应用实际情况，大部分减震项目使用的消能器类型单一，未能结合不同结构体系的特点、需求及限制进行消能减震机理及效率研究，且经济性一般。在设计日趋精细化形势下，提出基于结构性能需求的组合消能减震技术，即针对不同结构体系、不同楼层等根据性能需求“量身定制”相应类型的消能器，以最大程度发挥不同类型消能器减震效率及共同作用的一种组合减震技术。两个不同工程实例的研究结果表明：相比传统单一消能器方案，组合消能减震技术可根据结构特点及性能需求，为不同阶段及设计水准下的结构提供附加刚度及附加阻尼，“量身定制”消能器减震机理明确且减震效率、经济性均较好。     

浅谈消能减震技术的应用

本文结合《建筑抗震设计规范》中的相关内容,介绍了消能减震技术在国内外的发展概况、消能减震的基本原理、技术特点及应用范围、消能减震结构体系、消能器以及在抗震设计和加固中的应用,并通过工程应用实例说明其消能减震作用,从而为该技术的应用和发展提供参考。     

工程结构消能减震体系的基本原理与应用

介绍了工程结构消能减震体系的基本原理，对消能器的选择、数量确定方法及布置作了分析探讨，结合实际算例，提出了结构消能减震控制技术的良好应用效果。     

Pall摩擦耗能减震器减震性能研究

针对结构减震技术迅速发展的现状,介绍了Pall摩擦耗能减震器的应用情况,就Pall摩擦耗能减震器的基本构造及减震性能进行了分析,结果表明：采用安装Pall摩擦减震装置的耗能支撑末保护结构,可耗散大量地震能量,减震效果好。     

位移型阻尼器减震结构体系的等效刚度

位移型阻尼器是目前减震结构设计中的常见产品,具有性能稳定耗能效果好等优点,近年来得到了广泛的应用。基于阻尼器先于结构屈服耗能的期望,系统地研究了阻尼器屈服主结构不屈服和阻尼器主结构均屈服两个阶段下减震体系的等效刚度问题。并从力学恢复力模型出发,结合等效刚度的概念,推导了两个阶段下减震体系等效刚度的计算方法。为位移型阻尼器在减震分析中各阶段的等效刚度的计算方法提供参考。     

结构简化弹塑性撞击分析模型及新型防撞吸能器初步试验研究

通过引入防撞吸能器的力-位移关系,建立了用于结构防撞设计的简化弹塑性撞击分析模型。同时对新型蜂窝状加气混凝土吸能器开展了系列静压试验,结果表明该吸能器具有良好的塑性变形吸能特性。通过改变水灰比、骨料配比及模具的形状与大小,可制作不同强度及不同几何构型的蜂窝状加气混凝土吸能器。对安装该吸能器的结构模型进行了撞击试验,实测的结构振动响应与简化弹塑性撞击分析模型的仿真结果吻合良好,从而验证了所提出的简化撞击分析模型的有效性。进一步的撞击能量转移及结构振动响应分析表明:吸能器强度越大,则撞击持续时间越短,而直接作用在结构上的撞击能量越大;撞击过程中结构的动力响应主要受吸能器的强度及结构自身刚度的影响;采用拟静力法分析撞击过程中结构的位移响应时需考虑合适的放大系数。     

新型耗能减震滚石棚洞作用机制研究

 传统滚石棚洞主要是通过结构顶部的砂砾石垫层来耗能抗冲击的,然而实践表明：砂砾石垫层材料不仅缓冲吸能效果有限,且自重荷载较大,建设成本偏高,不利于大面积推广应用。为此,提出一种新型耗能减震棚洞,通过在棚洞支座处增设耗能减震器,在最大限度降低棚洞自重的情况下增大防护结构的系统柔度,达到耗能减震的目的。通过构建非线性质量弹簧体系来模拟滚石冲击下棚洞结构的动力响应,并结合能量原理对新型棚洞的防滚石抗冲击机制进行分析,结果表明耗能减震棚洞能大幅度降低滚石的最大冲击力,并通过耗能减震器的变形来耗散冲击能,大幅度降低棚洞结构的建设成本。     

带减震器斜拉索的索力影响和计算

介绍了目前拉索减震的一些措施,以及在拉索的端部安装减震器后对斜拉索索力的影响,基于能量守恒定律,推导出带减震器的斜拉索索力的计算式,为斜拉索的减震提供了广泛的研究空间.     

房屋建筑顶层采用橡胶支承的消能减震

简要介绍了房屋建筑中采用橡胶支座的顶层消能减震的基本方法及基本原理 ,从理论上分析了这种消能减震方法的减震效果 ,通过模型试验和工程实例说明这种减震方法在房屋建筑中取得的良好减震效果。     

爆炸冲击震动隔离效果的能量传递率评价方法

基于能量方法评价隔震系统的隔震效率,建立了人体与隔震结构的二自由度隔震系统力学模型,通过分析隔震系统在爆炸冲击震动输入下的能量响应,参考传统的加速度传递率评价方法,提出了从人体承受冲击能量大小的角度评价爆炸冲击隔震系统隔震效率的方法,即能量传递率法。通过输入不同峰值和脉冲宽度的半正弦加速度脉冲信号,数值模拟了二自由度隔震系统在不同爆炸冲击震动输入工况下的能量响应,以及隔震系统的加速度传递率和能量传递率。通过对计算结果的分析,研究了隔震系统的输入与输出之间的关系,以及输入能量对隔震效率的影响规律。研究结果表明：与传统的加速度传递率相比,能量分析方法能够较好地反映爆炸冲击隔震系统的隔离效果。     

巨-子结构减震体系基于能量的参数优化分析

建立了巨-子减震结构体系简化模型的运动方程,推导了结构弹性变形能等效速率功率谱。结构在随机地震激励下,分别以巨-子结构底层主结构弹性变形能和等效两自由度体系下部结构弹性变形能最小为优化目标,对比分析其最优参数以及减震系数。结果表明,质量比较小时减震机理表现为TMD质量调谐,质量比较大时为基础隔震,而中间区域为层间隔震。最后,通过减震系数的对比,体现了巨-子减震结构具有更好的鲁棒性。     

基础滑动隔震技术在工程中的应用

本文介绍了由滑动摩擦元件和限位消能元件组合而成的基础滑动隔震装置,探讨了两种元件的基本性能和其匹配关系,并进行了等效质点系模型振动台试验和数值分析,提出了该体系的设计方法,试验研究表明,采用本文建议的基础滑动隔震装置,能显著地降低上部结构的地震反应,使结构的抗震性能获得显著改善。     

无散热损失的热泵型供热系统研究

提出了一种可在环境温度下实现能量输运的供热系统。该系统利用吸收式热泵原理,以氨水为工作流体,发生器和冷凝器布置在热源端,而吸收器和蒸发器布置在热用户端,利用吸收器中溶液吸收蒸气所放出的吸收热来提供热能。由于采用质量分数不同的氨水作为能量载体,因此,可以在环境温度下实现能量输运,没有散热损失;同时,由于该系统利用潜热供热,大大减少了泵功耗。分析结果表明,当供热距离较远时,该系统具有明显优势。