消能子结构设计方法研究

消能子结构是主体结构与耗能器相关联的结构。在地震时,消能子结构强度的保证关乎耗能器的工作效率。文中首先介绍了偏心受力构件的计算问题,提出Nu-Mu曲线绘制方法。探讨了消能子结构在不同性能目标下材料强度的取值问题,提出了子结构的包络配筋设计方法,保证耗能器在罕遇地震作用下能充分发挥作用。     

柱间连接型消能子结构设计方法与抗震性能试验

消能减震技术能显著提高建筑结构的抗震能力,但目前对消能子结构的性能目标和设计方法尚未达成共识。针对工程中较常见的柱间连接型消能子结构,提出基于多遇地震作用下弹性分析的设计方法,给出设计流程和设计要点。对1个钢筋混凝土纯框架子结构试件和2个消能子结构试件进行低周反复加载试验,考察消能子结构的抗震性能,检验所提设计方法的合理性。研究结果表明：消能子结构承载力约为纯框架与阻尼器承载力之和,单周耗能能力约等于纯框架与阻尼器各自耗能之和;阻尼器损伤累积直至完全剪断过程中,消能子结构承载力和刚度逐渐下降;阻尼器破坏后,周围框架抗震性能与加载同阶段的纯框架性能基本一致。按所提设计方法设计的消能子结构在罕遇地震作用下破坏模式合理,能保证阻尼器充分发挥消能效果;增大消能子结构纵向钢筋配筋量对改善其塑性铰状态和结构破坏模式无显著效果。     

消能子结构法在既有工程改造加固中的应用

某研发中心办公楼由于建筑功能、地震动参数、抗震设防类别及结构抗震等级变化,致使原结构无法满足标准提升后的抗震要求,需进行加固改造.经多方案研究比选采用消能子结构法——增设屈曲约束支撑的加固方案,通过增加结构附加刚度和附加阻尼比的方法满足了抗震要求,体现了加固方案的优越性.     

消能减震技术

本文介绍了地震的危害及减少震害的措施，通过对传统的抗震设计方法的分析和研究，提出了一种新的抗震设计方法消能减震技术，并简单介绍了它的原理，并重点介绍了消能减震结构设计的设计方法，以及这种新技术提出的原因和特点。此外，还对消能减震产品的种类，工程应用等作了介绍。     

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.     

简述消能减震结构的抗震设计方法

介绍了消能减震结构体系的基本原理和基本思想,阐述了结构中消能装置的布置方法及消能减震结构抗震设计要点,以促进消能减震技术的发展,为消能减震体系在工程结构中的应用提供参考。     

基于性能抗震设计方法与基于承载力抗震设计方法比较研究

通过研究基于性能抗震设计方法与传统基于承载力抗震设计方法的区别,指出基于承载力抗震设计方法可能存在的问题以及性能设计方法的解决之道,同时分析指出承载力并不是影响消能减震结构的最主要因素,结构的模态位移、顶点最大位移及延性与减震结构的等效阻尼比密切相关,位移设计方法是比传统基于承载力抗震设计方法更加适合于消能减震结构的设计方法,最后指出基于位移设计方法存在的问题和未来发展方向.     

基于减震控制目标的黏滞消能设计实用方法

提出了一种黏滞流体消能器减震设计的实用设计方法:即由设定的性能目标确定地震作用的降低程度,再确定原结构所需要的消能器附加有限阻尼比,再根据消能器耗散的能量与消能结构的总应变能两者的比值,估算出结构所需消能器的数量,最后进行消能器的优化设计。采用本文实用设计方法对一栋框架-剪力墙结构进行消能器布置。对该减震结构在多遇地震和罕遇地震作用下的减震效果分析表明,利用本文实用方法得到的消能器布置达到了预期减震效果。本文实用方法简便准确,是快速估算黏滞流体消能器数量和选择消能器优化参数的有效方法。     

浅析武汉市港西雨水泵站消能设计

本文在对武汉市港西雨水泵站出江消能设施局部塌陷的原因进行调查研究的基础上,提出了解决危及泵站消能设施安全的措施。从总结城市排水泵站出江消能设计经验出发认为：临江城市排水泵站出江消能设计,除应解决好汛期泵站大流量排水对江岸的冲涮和江水水流对消耗构筑物地基的淘涮外,旱季泵站小流量排城市污水时,亦不能忽视消能构筑物内水流下渗所造成的消能构筑物地基的渗流稳定性破坏,并提出了消能构筑物设计中应注意解决的一些问题。     

可移动式消能减震设计方法及其应用

为适应消能减震结构建筑功能的可变性,提出了一套可移动式消能减震设计方法。根据后期建筑功能的变化情况,选取多个位置逐一进行消能减震试设计,确定阻尼器最不利的布置位置,进行多遇地震包络设计,其他可能位置预留节点,便于后续阻尼器的移动。以某物流仓库项目为案例,分别进行多遇地震反应谱设计以及罕遇地震弹塑性分析。经分析可知该方法可以保证结构的安全,并实现建筑功能的可变性。     

北京饭店等重要建筑的消能减振抗震加固设计方法

在北京饭店、北京站、中国革命历史博物馆、北京展览馆等重要建筑的抗震加固改造工程中,利用了消能减振新技术。本文根据建筑结构抗震规范规定的振型分解反应谱法和时程分析法,对采用消能减振装置加固的北京饭店西楼进行分析与设计。首先,利用复杂高层建筑结构计算程序对原结构在多遇地震作用下的变形和配筋,以及罕遇地震作用下的变形进行验算;针对原结构不满足抗震要求,提出采用消能减振装置对原结构进行抗震加固的方案,并对支撑数量和形式进行合理设计;随后,介绍了 JARRET消能器的工作原理,并通过消能器的性能试验,确定了消能器的恢复力模型参数,为消能减振结构分析提供基础;最后,对加固后的结构进行了多遇地震作用下的强度和变形验算及罕遇地震作用下的变形验算,并且还对消能支撑本身的承载力和刚度进行了验算,结果表明采用消能减振装置加固后,结构满足抗震要求。     

建筑隔震与消能减震设计

介绍了《建筑抗震设计规范》GB50011－2001中第12章“隔震与消能减震设计”，包括“隔震与消能减震设计”的科学理念，设防目标、设计方案、适用范围、设计要点以及对隔震和消能减震部件的基本要求等，并对一些重要规定作了说明。     

基于位移型阻尼器力学模型的消能减震设计方法

为了促进减震技术的应用,提出了一种基于位移型阻尼器力学模型和结构力学特征的消能减震设计方法。此方法避免了传统消能减震设计方法中多自由度体系与等效单自由度体系的相互转化,面向多自由度体系进行主体结构、阻尼器、连接构件一体化减震设计,与抗震设计规范和设计流程相衔接,具有较好的适用性。利用所提出的消能减震设计方法,使用墙式连接金属阻尼器,对1个8度抗震设防的4层钢筋混凝土框架原型结构进行了减震设计,得到墙式连接金属阻尼器减震结构,采用OpenSees对其进行了9度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,验证了所提出的减震设计方法的有效性。     

带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构抗震性能试验研究

为提高装配式钢筋混凝土框架抗震能力,提出带竖缝混凝土墙的装配式消能减震框架结构体系。通过1个消能子结构试件的低周反复加载试验,考察消能子结构和竖缝混凝土墙设计方法的合理性,分析试件破坏模式、滞回性能、承载力、延性、抗侧刚度及变形特征等。通过有限元分析竖缝混凝土墙的抗震性能,研究带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构的受力机理。结果表明：罕遇地震作用下,消能子结构中梁柱轻微损伤,梁柱节点及齿槽连接区钢筋基本保持弹性,结构损伤主要集中于竖缝混凝土墙;消能子结构的极限位移角为1/30,位移延性系数为3.25,变形和耗能能力良好;消能子结构弹性抗侧刚度理论值与试验值相对误差为10.4%;竖缝混凝土墙模拟和规范计算得到的极限位移和特征点荷载吻合较好;竖缝混凝土墙对实体墙两端梁截面产生附加阻尼力,缝间墙斜撑作用使其外侧和中间墙肢发生差异性破坏。建议带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值分别按1/800和1/100控制;竖缝混凝土墙设计时应考虑斜撑作用,按压弯剪复合受力进行设计,并加强外侧缝间墙墙肢抗剪配筋构造。     

某工业建筑采用黏弹性消能支撑的减震设计研究

介绍了8度区某工业建筑采用黏弹性消能支撑的减震设计方案,阐述了黏弹性阻尼器及消能支撑的减震设计步骤,给出了地震反应计算方法和主要计算结果。计算表明,结构安装黏弹性消能支撑后,可按7度抗震设防要求设计,结构阻尼比增加10%左右,层间位移和加速度较原结构减小明显,在多遇、罕遇水平地震作用下,能分别满足承载力和变形的要求。     

9度区某高层钢框架-中心支撑结构消能减震分析

对一个位于9度区,高度为76.8m,采用钢框架-中心支撑体系的医院建筑进行了消能减震设计。对比分析了多遇地震与罕遇地震作用下该医院减震结构与非减震结构的地震响应。分析结果表明,地震作用下,设置的黏滞阻尼器滞回曲线饱满,耗散了大量地震输入结构的能量,减小了结构楼层剪力、层间位移角等参数的数值,改善了结构的损伤,提高了结构的抗震性能与安全储备,达到了预期的抗震性能目标。对消能子结构的节点区域进行了详细的有限元分析,结果表明,节点构造及承载力等满足要求。     

粘弹性消能减振结构体系设计参数研究

对工程结构采用粘弹性阻尼器消能减振的设计参数进行了研究。首先,分析了支撑中连接钢杆刚度对粘弹性阻尼器消能效果的影响,定义并导出了粘弹性消能支撑的损耗因子表达式,同时给出了参数合理的取值范围;另外,探讨了粘弹性消能结构阻尼比的计算,提出了消能支撑设计的简化方法;最后,给出了安装粘弹性消能支撑后结构地震影响系数的修正计算公式。     

金属阻尼器消能减震体系的等阻尼比设计方法

为合理有效地简化金属阻尼器消能减震结构体系的设计,提出了“等阻尼比”的设计原则,在设计性能水准的地震作用下使所有阻尼器自身的等效阻尼比相等,该原则在实际参数设计时可等价于更便于应用的“等延性系数”原则。该原则是一种概念优化设计原则,目的是使所有阻尼器都能充分发挥其阻尼耗能作用,从而以较小的代价来实现预定的减震控制效果。应用该原则可简化等效附加阻尼比的估算,并将金属阻尼器减震体系的刚度参数与阻尼参数进行解耦,使参数的确定过程更简便。基于“等阻尼比”原则,提出了金属阻尼器消能减震体系的实用设计方法,该方法采用以金属阻尼器延性系数和体系刚度特征参数为设计控制参数,以地震作用下层间位移角的性能需求为设计目标,以等效单自由度体系计算位移响应的求解模型。建立了体系等效阻尼比和等效周期的快速估算式,进而给出了两个控制参数的确定方法及阻尼器布置建议。通过对一个钢筋混凝土框架减震结构的设计和性能验算证实了所提方法的可行性与可靠性。     

建筑隔震与消能减震设计方法

按现行规范精神 ,结合理论特点及工程实践 ,对减轻建筑结构地震灾害的隔震与消能减震技术概念进行介绍。