减震技术在高烈度地区体育馆中的应用分析

随着社会的发展,目前很多大型综合场馆为了满足不同建筑使用功能,往往设计成大跨度,大开间的复杂结构体系,因此整体抗震性能大打折扣,尤其在高烈度地区。为了满足当前建筑结构的抗震需求,主体结构需引进抗震减震措施,以降低地震对建筑的破坏作用并保证结构在地震作用下的安全性。通过对位于高烈度区海口体育馆看台结构部分传统抗震框架—剪力墙结构体系与减震方案框架—屈曲约束支撑以及黏滞阻尼墙结构体系在多遇地震,设防地震以及罕遇地震作用下各抗震指标的对比分析,表明屈曲约束支撑以及黏滞阻尼墙在不同地震作用下,耗能充分减震效果明显,有效减小了主体结构构件的损伤,体现了良好的耗能机制,为消能减震技术应用于大型体育馆工程提供了参考。     

某裙房结构大跨度空间改造与减震设计

以某酒店裙房框架结构大跨度空间改造为研究对象,为保证大跨度空间改造后满足结构抗震要求,采用黏滞阻尼器和防屈曲支撑的混合减震控制方案对该裙房框架结构进行减震控制研究,分析了减震框架结构的动力响应和阻尼装置的耗能性能。研究结果表明:混合减震控制方法能有效提高裙房大跨度空间结构的抗震性能,多遇和罕遇地震作用下的减震效果分别达到27.51%和46.52%;黏滞阻尼器在多遇和罕遇地震作用下均发挥了良好的耗能性能;防屈曲支撑在多遇地震作用下作为钢支撑为结构提供刚度,但在罕遇地震作用下亦发挥了良好的耗能性能,表明所提减震控制方案可对结构同时附加刚度和阻尼。本文研究成果可为类似结构大跨度空间改造提供参考。     

昆明国家开发银行大楼混合减震分析

昆明开发银行办公楼处于高烈度区,且建筑平面为"凹"形,对结构抗震不利,钢框架及钢框架—支撑结构体系不能满足设计要求。为改善结构的抗震性能,采用了钢框架+防屈曲耗能支撑+黏滞阻尼器的混合减震结构体系,实现了各地震作用下设定的抗震设计性能目标。该混合减震结构的减震特点是在小震时,防屈曲支撑处于弹性变形阶段,以黏滞阻尼器耗能为主;在中震时,部分防屈曲耗能支撑开始耗能,黏滞阻尼器的阻尼力仍随速度增长而变大,黏滞阻尼器与防屈曲耗能支撑都对结构进行耗能减震;在大震时,大部分防屈曲耗能支撑发挥耗能作用,形成饱满的耗能滞回曲线,对结构的整体耗能占主导作用。     

联合消能减震器在高层钢框架结构中的设计与分析

结合成都某钢框架结构工程实例,分析了采用黏滞阻尼墙与屈曲约束支撑联合消能减震的应用与设计。通过在多遇地震作用下的反应谱分析和弹性时程分析、设防地震和罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,研究分析了黏滞阻尼墙与屈曲约束支撑在不同地震水准作用下的承载性能、耗能效果,并对结构构件的损伤度进行分析。     

屈曲约束耗能支撑在教学楼加固工程中的应用

汶川地震中大量教学楼由于抗震能力不足而倒塌,造成了巨大的灾难和损失,为此,对学校建筑进行抗震加固异常迫切。屈曲约束耗能支撑在受拉和受压两种状态下都能达到屈服,克服了普通支撑受压屈曲的问题,是一种集抗侧力和耗能为一体的耗能减震构件。结合学校加固工程特点以及屈曲约束耗能支撑的性能,提出了屈曲约束耗能支撑在教学楼加固中的设计、施工方法。通过弹性以及弹塑性分析方法研究了采用屈曲约束支撑加固后教学楼的抗震性能。     

屈曲约束支撑在某礼堂抗震加固中的应用

采用屈曲约束支撑、钢支撑两种加固方案对老旧建筑物进行抗震加固改造,并分别对原结构、屈曲约束支撑加固结构、钢支撑加固结构在地震作用下的的动力特性、楼层刚度比、层间位移角等进行分析和对比。结果表明,采用屈曲约束支撑加固在小震时可有效提高结构的抗侧刚度,中震、大震时可滞回耗能,从而减轻震害,在抗震性能化设计中实现了很好的经济性;可通过选择不同性能的屈曲约束支撑达到不同的抗震性能化需求;屈曲约束支撑加固还有降低结构地震响应,提高结构抗震能力,空间布置灵活、施工简单方便、施工周期短等特点。     

北京某既有公共建筑的消能减震设计

在北京某公共建筑的改造加固设计中,采用设置黏滞阻尼器及屈曲耗能支撑的消能减震设计以使结构满足现行抗震设防要求。运用盈建科结构软件(YJK)进行无控结构的振型分解反应谱法下的计算分析,以此得出的结构动力特性为基础,初步确定消能减震方案。运用SAUSAGE结构分析软件对附加黏滞阻尼器和屈曲耗能支撑的结构进行小震及大震下的时程分析及结构损伤评定,确定了消能减震结构的附加阻尼比,论证了黏滞阻尼器和屈曲约束支撑布置的有效性及结构抗震安全性。     

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。     

自复位黏滞阻尼器的构造设计与抗震韧性提升

为提高建筑结构抗震韧性，提出了一种将环簧阻尼器和黏滞阻尼器并联的自复位黏滞阻尼器构造，分析其工作原理，在元件和构件层次分别进行了静力和动力试验研究。试验结果表明：自复位黏滞阻尼器构造合理，在不同振动频率下表现出良好的自复位能力与无损伤耗能能力。采用基于性能的塑性设计方法，设计了屈曲约束支撑钢框架、自复位环簧支撑钢框架和自复位黏滞阻尼支撑钢框架，对比分析不同结构体系的地震响应。分析结果表明：基于性能的塑性设计方法可以实现自复位黏滞阻尼支撑钢框架的性能目标；在一致的性能目标下，自复位黏滞阻尼支撑钢框架相比自复位环簧支撑钢框架具有更低的承载力需求，降低了结构用钢量，同时降低了楼层加速度响应，减少非结构构件损失；相比屈曲约束支撑钢框架，具有与之相当的消能减震效果，同时能够有效地控制结构残余变形，进而提高结构的抗震韧性。     

屈曲约束支撑与传统加固方法加固效果分析

将减震技术中的屈曲约束支撑技术应用到既有建筑房屋加固改造中,并与传统加固方法进行对比分析,探讨屈曲约束支撑在结构抗震加固设计中的优势。研究结果表明,使用屈曲约束支撑加固后可有效增加结构阻尼及延性,地震作用下结构抗震性能指标能较好地满足规范要求,实现提高抗震性能等级的目标。     

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。     

基于能量的不同类型耗能支撑对钢框架抗震性能的影响

为对比分析金属屈服型、黏滞阻尼型及摩擦型这三种不同的耗能支撑的减震效果,运用ABAQUS软件进行有限元建模,较为准确地模拟了三种支撑以及钢材的滞回行为。以一个10层钢框架结构为例,在层间位移角为1/50时支撑单周耗能相等的前提下,对设有这三种类型的耗能支撑的钢框架在罕遇地震作用下的减震效果进行了对比,得到了钢框架结构和耗能支撑在罕遇地震作用下的变形及损伤耗能规律。用逐步增量动力分析法,对结构进行了结构易损性分析。结果表明:耗能支撑的运用,可以不同程度地减小钢框架结构在地震作用下的变形和损伤,实现结构更高的抗震性能目标。综合分析研究结果表明,屈曲约束支撑和摩擦型支撑减震效果相近,黏滞阻尼支撑减震效果最好。     

屈曲约束支撑-不规则混凝土结构体系的弹塑性地震反应分析

屈曲约束支撑是一种消能减震构件,在受拉和受压两种状态下都能达到屈服。以某框架结构教学楼为研究对象,阐述屈曲约束支撑在不规则混凝土框架结构加固工程中的应用。采用ABAQUS有限元软件,对在单向、双向和三向7度罕遇地震作用下加固前后的教学楼进行弹塑性动力时程地震反应分析研究。通过对比结构加固前后的层间位移角和顶层残余位移以及BRB的滞回耗能,以评价不规则钢筋混凝土框架结构-BRB体系的抗震性能。数值结果表明,合理设置屈曲约束耗能支撑能够提升不规则结构的抗震性能。     

昆明某超高层公寓建筑钢结构减震设计

某超高层建筑结构高度为299.8m,位于8度地震高烈度区,采用钢框架-钢支撑筒体系。介绍了该高层建筑的减震结构体系、地基基础和钢柱脚节点设计。为改善结构的抗震性能,采用了防屈曲支撑和钢连梁作为耗能构件。采用了PERFORM-3D软件分别对减震模型和非减震模型进行了罕遇地震下弹塑性时程分析。结果表明,防屈曲支撑既起到了耗能作用,又维持了支撑筒内各支撑框架的刚度(相对于普通支撑),有利于发挥钢连梁的耗能作用;罕遇地震下消能构件耗散了大量能量,减轻了主体结构的损伤,达到了预期的抗震性能设计目标。     

圆钢管约束型防屈曲支撑抗震性能试验

制作了3种圆钢管约束防屈曲支撑构件,分别为圆钢管外约束加十字截面芯材构件、圆钢管外约束加圆钢管芯材构件以及外侧圆钢管加内部圆钢管约束构件。对3种构件进行了拟静力试验,研究了圆钢管约束防屈曲支撑构件的抗震性能和参数影响规律,对比了不同类型的防屈曲支撑的抗震效果。研究结果表明:外约束防屈曲支撑构件都具有良好的滞回性能,内约束防屈曲支撑构件因容易发生整体失稳,滞回性能较差;相同截面类型的构件,承载力和初始割线刚度随核心单元截面面积的增大而增强;不同芯材尺寸和隔层厚度构件的等效粘滞阻尼系数基本趋于一致;外约束防屈曲支撑构件的等效粘滞阻尼系数均大于0.50,圆钢管芯材构件的等效粘滞阻尼系数略小于十字截面芯材构件。     

湖北省科技馆混合减震巨型结构动力弹塑性时程分析

湖北省科技馆采用巨型钢框架-支撑结构体系,存在尺寸突变、扭转不规则、楼板不连续等不规则项,属于超限结构.为改善结构抗震性能,采取混合减震措施,在结构内布置屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙2种消能减震器.采用ABAQUS软件对结构进行施工模拟分析及动力弹塑性时程分析,研究罕遇地震作用下屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙混合减震效果,并给出定量评估,包括结构位移响应、构件损伤、能量耗散分布等.分析结果表明:2种消能减震器布置于结构薄弱位置,在提供结构刚度的同时,罕遇地震作用下作为结构第一道抗震防线,防屈曲耗能钢板墙产生良好的屈服塑性变形,屈曲约束支撑滞回耗能显著,有效保护了主体结构.     

黏滞阻尼器在高烈度区框架结构中的应用

为了改善结构抗震性能,拟对高烈度区某中学框架结构食堂采用黏滞阻尼减震方案,运用ETABS对原结构和减震结构进行多遇地震下的弹性时程分析,对比减震前后层间剪力和位移的变化,以及阻尼器的耗能情况。接着采用PERFORM-3D对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究结构变形、构件性能以及阻尼器的耗能能力。结果表明:在安装黏滞阻尼器后,结构在小震、大震下的各项性能指标均能满足规范要求,且黏滞阻尼器能够正常工作并发挥耗能作用,使结构抗震性能得到了较大提升。     

屈曲约束支撑在深圳第二高级技校抗震加固工程中的应用

针对深圳第二高级技工学校建筑不能满足抗震设防要求的情况以及学校建筑特殊的使用要求,采用屈曲约束支撑进行加固设计。计算表明:采用屈曲约束支撑可以实现"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标,较之普通钢支撑,屈曲约束支撑加固后的建筑物基底地震剪力和倾覆弯矩大幅降低,建筑物原结构构件基本无需再加固,使加固费用大幅降低。     

用附加防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

利用附加防屈曲支撑（BRB）钢筋混凝土框架对既有钢筋混凝土框架结构进行减震加固。设计3榀钢筋混凝土框架,其中2榀为附加设置BRB加固框架的钢筋混凝土框架,另外1榀为纯钢筋混凝土框架以作对比。通过低周反复加载试验,验证所设计的外贴防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架的可行性。分析既有及外贴钢筋混凝土框架的开裂、荷载 侧移滞回曲线、骨架曲线、荷载 防屈曲支撑变形曲线,以及等效黏滞阻尼比和等效刚度等特性。结果表明：所设计的附加钢筋混凝土框架、预埋件、连接构造受力可靠,附加设置BRB的钢筋混凝土加固框架具有良好的减震耗能能力;水平荷载-侧移滞回曲线圆润饱满;防屈曲支撑在小层间位移角下可屈服耗能,大位移下不失效,耗能稳定;附加框架能够显著增加既有钢筋混凝土框架结构的阻尼,有效降低地震反应,改善既有框架结构抗震性能。     

建筑结构空间减震性能优化技术研究

针对高层建筑结构抗震问题,研究基于黏滞阻尼器建筑结构空间抗震性能优化技术。论文考虑黏滞阻尼器阻尼参数、位置布置等因素,并从两方面对建筑结构抗震反应影响进行分析。通过设置不同方案的仿真实验,探究建筑结构的抗震性能。最终实验结果表明,黏滞阻尼器阻尼指数较大时,其消能减震结构的耗能减震性能更优;对黏滞阻尼合理布置可以改善建筑结构的抗震性能。