基于等效线性化理论的消能减震结构附加金属阻尼确定方法

本文采用等效线性化理论研究消能减震结构附加金属阻尼的确定方法。利用等效线性化理论,演算推导出附加金属阻尼器的消能减震结构的减震性能曲线,并介绍利用其进行消能减震结构附加金属阻尼的确定方法—减震性能曲线法。建立30层钢框架结构消能减震结构模型,利用减震性能曲线法对其附加金属阻尼量进行确定。利用时程分析法验证了利用减震性能曲线法设计的消能减震结构的减震性能。研究表明,减震性能曲线法能够较好的预测消能减震结构附加金属阻尼的减震性能,减震性能曲线法的设计效果优于屈服强度倍数法。     

结构附加金属阻尼器减震性能研究

先利用等效线性化方法计算出结构满足目标位移降低率的金属阻尼器投放量,采用自编程序进行了计算分析。结果表明:结构附加金属阻尼器后,抗震性能有了很大提升,对结构的层间位移,层间剪力,以及顶层位移,顶层位移角等起到更好的抑制作用。     

消能减震结构设计方法研究

采用屈服强度倍数法和等效线性化法研究附加金属阻尼器的消能减震结构的设计方法,用这两种方法分别计算结构附加金属阻尼器的优化阻尼量,对附加阻尼消能减震结构进行定量分析。将两种方法计算的优化阻尼量附加于原结构上进行时程分析并研究其减震效果,消能减震结构的位移、速度、塑性率及主结构承受的剪力值都有一定的减小,说明所得的消能减震结构的减震效果优于原结构。两种计算优化阻尼量的方法都有可参考性,研究结果为消能减震技术的推广使用打下基础。     

附加金属阻尼器对钢框架结构减震性能研究

利用自编时程分析程序,研究10层钢框架结构在EL-Centro地震波作用下,附加金属阻尼器前后的地震响应,考查多遇地震和罕遇地震作用下阻尼器消能减震效果和附加金属阻尼器前后地震动输入给结构的能量大小.     

粘滞阻尼器减震结构时程分析的参数取值及设计方法研究

文章介绍了粘滞阻尼器减震结构时程分析中各参数物理意义及取值方法。建议按阻尼力输出一致的原则采用线性阻尼系数换算非线性阻尼器的阻尼系数,并作为初始参数进行消能结构的时程分析。最后,以四川某教学楼的减震设计为例,分析结果表明,按文章建议的参数估算值与最终确定的阻尼器参数较为接近,减少了由于参数初选的盲目性带来的反复试算过程。     

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。     

工程结构采用粘弹性阻尼器的减震原理及地震影响系数计算

探讨了结构阻尼比、刚度的变化对地震反应的影响。研究表明,阻尼增加对结构的动力反应有明显的减小效果,刚度增加虽能有效地控制结构的位移反应,但不能有效地抑制结构的加速度反应;在总结分析已有研究成果的基础上,结合抗震规范,给出了安装粘弹性阻尼器后结构地震影响系数的修正计算公式。     

隔震结构不同阻尼比地震影响系数曲线的改进研究

对我国现行建筑抗震设计规范中不同阻尼比隔震结构的地震影响系数曲线进行了研究。对于隔震结构的计算分析,规范建议采用时程分析方法进行求解;在特定情况下,也可根据规范中不同阻尼比结构的地震影响系数曲线,采用简化的等效线性化方法进行迭代求解。建立了一个典型的采用叠层橡胶支座隔震的12层钢筋混凝土结构;分别采用等效线性化方法和时程分析方法,对隔震层位移、基底剪力等进行分析和比较。发现等效线性化方法的隔震分析结果相对于时程分析方法严重偏大,说明当结构阻尼比大于0.05时,我国规范的阻尼调整系数值过于保守。在此基础上,对规范中地震影响系数曲线采用的阻尼调整和形状参数提出了改进建议。在不同的场地类别和地震分组情况下,改进后的等效线性化方法的计算精度均得到了很大提高,可以准确计算隔震结构的基本动力响应。     

强震下流体阻尼器对矮塔斜拉桥的减震效果

天津永定新河特大桥主桥所在地的地震基本烈度为8度、设计基本地震加速度值为0.20g.为了解决其抗震问题,设计地震分组为第一组,场地土类型为中软土、场地类别为Ⅲ类,属抗震不利地段.永定新河特大桥的主桥为矮塔斜拉桥,采用混凝土结构,自重较大,由强震产生的水平地震力十分不利,相关构件尤其是下部墩柱基础很难承受,因此采用了粘滞...     

粘滞流体阻尼器用于建筑结构的减震设计原理与方法

研究了粘滞流体阻尼器用于建筑结构消能减震设计的原理、分析方法。包括阻尼器的设置、消能支撑的型式、支撑钢杆的设计、抗震设防目标、消能减震建筑结构的特点。给出了消能减震结构的附加水平控制力、附加有效阻尼比、地震影响系数、阻尼矩阵的计算方法;介绍了振型分解反应谱法和直接动力时程分析法的设计计算要点。最后给出了采用粘滞流体阻尼器进行消能减震设计的实用设计步骤。     

某框架结构采用软钢阻尼器的减震效果分析

简要对比校安工程中的传统加固方法和新型耗能减震技术,指出位移型软钢阻尼器的使用情况、使用优点、耗能原理及其力学模型。结合某学校建筑的框架结构,利用三维空间有限元软件ETABS软件,对设置软钢阻尼器前后的框架结构,进行多遇地震下的反应谱分析和时程分析,以及罕遇地震下的时程分析,从层间位移角、顶部绝对位移和层间剪力三个性能指标分析软钢阻尼器的减震加固效果,并进行了简要分析。结果表明,软钢阻尼器耗能减震特性较好,能够明显降低结构的地震响应,认为软钢阻尼器的使用能够很好达到结构减震加固的目的。     

附加粘弹性阻尼器的输电塔线体系阻尼特性研究

在高压输电塔中安装粘弹性阻尼器会显著降低塔线体系的风振响应,针对附加阻尼器后输电塔的阻尼特性的量化研究,对输电塔基于性能的减振设计和加固都具有非常重要的理论意义。本文以附加粘弹性阻尼器的高压输电塔结构为研究对象,以规范提出的基于应变能的估算公式为理论依据,提出了一种基于输电塔层概念的附加等效阻尼比的计算方法,并通过有限元模型对比分析了实际安装阻尼器和采用等效阻尼比计算的输电塔塔顶位移。仿真结果表明,本文提出的等效阻尼比的计算方法精度较高,在多种工况下误差均不超过5%。     

粘滞阻尼器连接的相邻隔震与非隔震建筑地震反应分析

针对隔震结构在地震作用下隔震层位移较大,可能会与相邻非隔震结构之间产生碰撞问题进行了分析,采用简化模型对隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器的减震控制的工作机理进行了研究。建立了隔震与相邻非隔震结构之间布置粘滞阻尼器减震控制的数值仿真分析模型,研究了粘滞阻尼器的阻尼系数、布置位置以及隔震结构隔震层刚度对结构顶点位移的影响。结果表明:随着阻尼器阻尼系数和隔震结构隔震层刚度的增加,隔震结构顶层位移也随之增大,阻尼器布置位置越靠近隔震层,相邻非隔震结构顶层位移控制效果越明显。     

The inter-history iteration method for seismic response analysis of seismically isolated structures and its secondary development based on ABAQUS

In seismic response analysis of seismically isolated structures (SISs), the nonlinearity is concentrated in the isolation layer while the upper structure behaves linearly, making SISs locally nonlinear systems. This paper proposed a novel seismic analysis method based on equivalent linearization (EL) and iterative solution for SISs. In this method, the equilibrium equations of an SIS are expressed by the second-order ordinary differential equations of the structural system as well as the hysteretic force of seismic isolation bearings (SIBs). Based on EL theory, the linearized equilibrium equations of the overall system were reconstructed in which the EL parameters are derived theoretically. The inter-history iteration (IHI) method was proposed to solve the linearized equation system and calculate the EL parameters in sequence iteratively for seismic response analysis of SISs, thus reducing computational cost without excessive loss of accuracy. In addition, the secondary development of the proposed method was programmed in ABAQUS for ease of engineering applications. Finally, the convergence and accuracy of the method were investigated through numerical simulation of an SIS case study. As the numerical investigation indicates, the proposed method considers the coupling between structural response and the EL parameters, achieving a high convergence rate and satisfactory solution accuracy. The ABAQUS secondary development program utilizes the powerful pre-processor, post-processor, and solvers of ABAQUS, making the IHI method more appropriate for engineering applications.     

采用粘滞流体阻尼器的工程结构减振设计研究

本文在对不同结构构造的粘滞流体阻尼器的耗能原理进行分析研究的基础上,研制了一种性能良好的阻尼器──双出杆型粘滞流体阻尼器(专利号ZL00219648.4)。试验研究表明,研制的流体阻尼器是一种无刚度的速度相关型阻尼器,阻尼器的阻尼力与活塞的运动速度近似呈线性关系。介绍了工程结构采用粘滞流体阻尼器的减振设计原理,对一栋框架结构建筑进行了减振计算。计算表明,流体阻尼器可有效地降低结构的振动反应,是一种性能良好的消能减振装置。     

高层建筑结构动力时程响应分析的状态空间迭代法

本文把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应分析中，提出了状态空间迭代法分析高层建筑结构动力响应问题。根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。文中结合工程实例，采用状态空间迭代法进行结构动力时程响应分析，其计算结果表明，具有较高的精度，特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。     

大跨度钢混组合桥梁结构地震响应分析

某在建的公铁两用斜拉桥为双塔三索面漂浮体系,建立了该桥的动力计算模型,并获得了此桥的动力特性。在求得了该桥的等效阻尼比,并对反应谱进行了长周期段和阻尼影响修正的前提下,进行了该漂浮体系钢-混凝土组合结构斜拉桥的地震反应谱响应分析。分析结果表明,对于钢-混凝土组合结构,必须求出其整体结构的等效阻尼比,以此阻尼比为依据,对反应谱进行阻尼影响的修正,同时应考虑反应谱长周期段取值对长周期结构地震反应谱响应的影响。     

基于形状记忆合金拉索的框架结构地震响应分析

形状记忆合金作为一种集传感和驱动于一身的新型功能材料,在结构被动控制领域发挥着越来越重要的作用。文章介绍了形状记忆合金的基本特性和本构模型,仿真了形状记忆合金拉索对框架结构实施被动控制的效果,结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性,可以显著地抑制结构的地震反应。     

基于粘滞阻尼器的结构降度设计方法研究

介绍了液体粘滞阻尼器的性能及分析模型,针对设置液体粘滞阻尼器结构的特点,提出了消能减震结构基于液体粘滞阻尼器的降度设计方法。采用PKPM软件对某11层钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行降度设计,利用ETABS软件计算了安装粘滞阻尼器减震结构的地震反应,分析了减震前、后结构的内力、位移和能量变化情况。结果表明,采用液体粘滞阻尼器对结构进行降度设计是可行的,减震结构的层间位移角满足规范要求,层间剪力有一定程度的减小,阻尼器消耗了绝大分部的地震输入能量,保证了主体结构的安全。