位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架减震效果及动力试验研究

为提高黏滞阻尼伸臂桁架在地震作用下的耗能效率,设计了一种带位移放大装置的黏滞阻尼伸臂桁架。对分别设置传统型和位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架的超高层结构进行有限元分析,对比了结构的地震响应及阻尼器的工作状态。通过动力荷载试验,考察两种黏滞阻尼伸臂桁架的滞回性能,对比阻尼器的位移及耗能,研究位移放大系数的变化规律,分析伸臂桁架刚度对黏滞阻尼伸臂桁架工作效率的影响。结果表明：相比传统型黏滞阻尼伸臂桁架,采用位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架可将阻尼器的耗能效率提高至原来的1.5~1.8倍,使结构获得更好的减震效果;位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架滞回曲线光滑、对称、饱满,具有良好的工作性能,且能有效放大阻尼器的工作位移并增大耗能;提出了黏滞阻尼伸臂桁架的位移放大系数的计算式,计算值与试验值吻合较好;为保证黏滞阻尼伸臂桁架的工作效率,建议伸臂桁架的刚度比取值不小于9。     

使用黏滞阻尼器对某小学进行消能减震设计研究

以某位于8度抗震设防地区的小学为研究对象,研究了其在多遇以及罕遇地震作用下的结构动力响应及消能减震方案效果。按照规范要求,选取五条天然地震动和两条人工地震动,对结构进行弹性时程分析,通过对比多遇及罕遇地震作用下有控及无控结构的楼层剪力、层间位移角来分析消能减震方案的减震效果。结果表明,使用黏滞阻尼器可以有效控制结构在地震作用下的地震响应,提高了结构的可靠性,达到了预期的消能减震设计目标。     

某办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计

介绍了高烈度区某12层科研办公楼采用黏滞消能器的消能减震设计.该办公楼采用现浇混凝土框架—剪力墙结构,在1层～12层优化布置了48套黏滞消能器.对结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,结果表明黏滞消能器起到了良好的减震效果,显著降低了结构的地震响应,减震结构设计指标均能满足规范要求,并能提供约5...     

采用黏滞阻尼伸臂桁架的超高层结构模型振动台试验研究

黏滞阻尼伸臂桁架兼具高效耗能和“有限刚度”加强层的特点,可提高结构的抗震性能,尤其适用于高烈度区超高层结构抗震设计。中国国际丝路中心塔楼建筑高度498m,是目前全球最高的采用黏滞阻尼伸臂桁架的高层建筑,为验证其抗震性能和减震措施的有效性,进行了1∶40的缩尺模型振动台试验研究。本文介绍了模型设计、试验过程及主要现象。试验测试了结构在8度小震、8度中震、8度大震地震波输入下的动力响应,包括结构自振特性、动力放大系数、楼层位移、层间位移角、损伤发展及阻尼器耗能等。将主要试验结果与有限元分析结果进行了对比,总体上吻合程度较好,可互为验证。试验及分析结果表明：结构设计合理,采取的减震措施有效,结构整体抗震性能满足规范及预定的抗震性能目标要求;黏滞阻尼伸臂桁架产生的附加阻尼比随地震作用强度增加而降低,并且随主体结构进入弹塑性后进一步降低。根据试验结果对结构设计提出了相应的建议,揭示的阻尼比变化规律可供类似项目设计参考。     

集成黏滞阻尼伸臂减震装置超高层建筑结构续建改造设计

为了在超高层建筑结构续建改造设计中减少已建结构的改造工程量,通过附加黏滞阻尼装置有效提高高层建筑在地震作用下的结构耗能,从而降低结构的内力和变形响应。研究了黏滞阻尼伸臂的变形放大原理,介绍了黏滞阻尼伸臂的最优布置方法,并提出了续建改造多状态矩阵,分析了续建改造项目典型驱动因素,总结了集成黏滞阻尼伸臂减震装置的超高层建筑结构续建改造设计策略,最后以工程实例验证该方法的有效性及准确性。结果表明：黏滞阻尼伸臂适用于以弯曲变形为主的超高层建筑结构,变形放大系数可近似为区格的跨度与高度之比,理论放大系数一般为2～3;采用基于阻尼耗能排序不变假定的黏滞阻尼伸臂设计方法,仅需对结构进行一次满布阻尼计算分析即可确定耗能排序及各附加阻尼方案;在以弯曲变形为主的框架核心筒结构中,阻尼伸臂布置在中、高区减震效果最好,距离该位置越远,耗能效果越差,相邻两道伸臂式阻尼提供的附加阻尼比相差约15%;在续建改造项目中布置黏滞阻尼减震系统,黏滞阻尼器提供的附加阻尼并非越大越好,存在使结构综合成本最低的集成减震设计方案;黏滞阻尼伸臂减震集成设计方法在提升结构抗震性能的同时有效降低了结构续建改造成本,具有实际工程价值。     

基于振动台试验的超高层结构伸臂消能体系抗倾覆性能研究

本研究通过对某超高层结构模型进行模拟地震振动台试验,考察核心筒、外围框架与伸臂结构组成的抗侧力体系在地震作用下的整体抗倾覆性能,重点分析在伸臂结构设置黏滞阻尼器的消能减震策略对结构底部弯矩的控制效果,为该类超高层结构体系减震研究提供参考。     

超高层悬臂肘节黏滞减震层的减震控制分析与设计

将悬臂肘节黏滞消能系统与超高层结构设备层相结合,形成悬臂肘节黏滞减震层方案,采用ETABS有限元程序对典型工程实例进行非线性动力时程反应分析,研究了不同强度地震作用下悬臂肘节黏滞减震层对超高层结构减震效果的控制规律,对悬臂肘节型连接机构进行了支撑设计.研究结果表明:不同强度地震作用下悬臂肘节黏滞减震层对超高层结构均具有良好的减震效果,地震强度越大,黏滞减震层水平抗侧刚度的突变程度越小;不同强度地震作用下悬臂肘节黏滞消能系统均能实现良好的变形放大效率,速度指数为0.3的黏滞阻尼器在设防地震和罕遇地震下变形放大效率较优,此时悬臂肘节黏滞减震层在设防地震下的减震效果最好,其次是多遇地震,罕遇地震时减震效果相对略小;给出了悬臂肘节连接机构的支撑设计方法,为类似工程实践提供参考.     

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。     

黏滞阻尼伸臂对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响研究

超高层框架-核心筒结构通常设置伸臂桁架以提高结构刚度并满足层间位移角等规范控制指标.采用PERFORM-3D软件建立了带有普通伸臂的刚性方案模型和带有黏滞阻尼伸臂的阻尼方案模型,对比了两种方案在多遇、设防、罕遇地震作用下的层间位移角及结构受力情况,比较了罕遇地震作用下两种方案的残余变形及结构的损伤情况,最后结合构件的耗...     

框-剪结构黏滞阻尼减震设计

在介绍黏滞阻尼器减震框-剪结构抗震设计方法的基础上,提出按阻尼力与楼层剪力呈正比的方式分配阻尼系数的方法,并采用渐进法的思想实现对结构所需附加阻尼比更为精确的计算。结合工程实例,对已装及未装黏滞阻尼器的框架-剪力墙模型进行建模分析,就结构相关性和经济性进行对比,进一步考察黏滞阻尼器的减震效果,为工程设计提供参考。     

基于损伤控制的某超高层建筑减震方案对比研究

超高层建筑遭受地震后普遍存在修复难度大、成本高、耗时长等问题。基于损伤控制理念,提高超高层建筑在地震作用下的可修复性很有必要。消能减震技术是实现结构损伤控制设计的有效手段。目前消能减震技术在国内超高层建筑中已有一定的应用,但基于损伤控制设计仍较少。本文结合一个超高层工程案例,对比分析了不同减震方案的特点和损伤控制效果。该分析对后续类似的工程具有一定的借鉴意义。     

超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究

在框架-核心筒结构体系中,加强层可显著提高结构抗侧刚度、减小结构侧移,但会带来结构刚度、内力突变等不利影响。以某超高层建筑为工程背景,研究了黏滞阻尼器在伸臂桁架体系中的应用及在多遇地震和罕遇地震作用下的减震效果,研究了设置黏滞阻尼器的环带桁架在超高层建筑中的较优位置和减震效率。结果表明：黏滞阻尼器在伸臂桁架结构中的设置可以减小核心筒剪力墙的塑性损伤,减小结构的动力响应;设置黏滞阻尼器的环带桁架宜布置在层间相对速度大的位置,随超高层结构高度增加,阻尼器的减震效率降低。通过对伸臂桁架与外框柱、核心筒连接节点的设计及构造的分析,提出了连接节点的设计建议。     

基于时程分析方法的黏滞阻尼减震结构附加阻尼比计算研究

附设黏滞阻尼器后结构的附加阻尼比是进行减震结构设计的关键。基于目前计算附加阻尼比时应用得十分广泛的时程分析方法进行研究,首先从基本理论出发,分析基于特征向量法的快速非线性分析（FNA）方法、Ritz向量法的FNA方法、直接积分方法以及与3种计算方法对应的能量比法在附加阻尼比计算时所面临的主要问题及重要参数设置;然后通过一单自由度体系的振动台试验测试结果与各种计算方法的数值模拟结果进行对比分析,得到较为适合的附加阻尼比计算方法;最后将研究成果应用于实际工程结构,进一步验证所推荐方法和参数设置的正确合理性。研究旨在为今后广大一线减震设计工程师计算较为真实的附加阻尼比提供重要参考。     

利用惯容黏滞阻尼器的高层连体结构消能减震设计

高层连体结构采用集中布置消能减震装置的消能减震方案存在耗能能力需求高、响应分布不均匀等问题。利用惯容黏滞阻尼器(VID)放大耗能能力的优势,提出基于VID的消能减震方案,以及考虑结构整体减震效果的消能减震设计方法。结合质点系模型和随机振动理论评价连体结构的地震响应,通过在连体结构连廊处集中布置VID控制结构响应,定义连体结构整体减震指标评价结构响应的控制效果。将设计方法应用于实际结构,分析表明,通过在连廊处集中布置VID,能合理有效地降低结构响应、改善响应分布; VID的控制效果受连廊位置的影响,本研究在几种连廊及VID的布置方案中比选出最优方案。     

某医院消能减震结构地震响应分析

减震技术因其概念明确、减震效果明显,获得广泛应用.高烈度区框架-剪力墙结构医院的消能减震技术应用前景广阔,相关的研究还较少,有待于进一步的研究和工程实例扩充.文中以某框架-剪力墙结构医院为工程实例,利用ETABS建立有限元分析模型,对非减震结构与减震结构进行了多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析.结...     

黏滞阻尼伸臂桁架布置对超高层建筑抗震性能的影响

超高层建筑中利用伸臂桁架布置黏滞阻尼器,可避免传统刚性伸臂桁架所带来的不利影响.为探讨伸臂桁架布置形式对超高层建筑结构中黏滞阻尼器的减震效果和对局部构件受力的影响,以一个8度区、407m高的巨型斜撑框架-核心筒结构为例,通过动力弹塑性时程分析,研究黏滞阻尼伸臂桁架分别按通过内柱或避开内柱直接由核心筒悬挑两种方案设计时结...     

某超高层钢结构公寓建筑消能减震方案优化设计

某超高层钢结构采用钢框架+钢支撑筒结构体系,并采用了屈曲约束支撑(BRB)和钢连梁作为消能构件。塔楼由5个避难层自下而上分成编号为Ⅰ～Ⅵ六个分区。通过改变六个分区消能构件的布置情况,设计了多种消能减震方案。通过对不同消能减震方案进行罕遇地震弹塑性时程分析,比较结构层间位移角、顶点位移、能量耗散及构件损伤等指标,总结了屈曲约束支撑的布置区域及消能构件(BRB和钢连梁)的屈服承载力等因素对结构减震性能的影响。结果表明:在Ⅰ～Ⅱ区布置BRB和钢材等级为Q345的高屈服承载力钢连梁,以上各区布置钢材等级为Q235的低屈服承载力钢连梁的消能构件布置方案减震效率高,且相对经济合理。     

高地震烈度区某剧场减震分析与设计

位于高地震烈度区的某剧场建筑,为改善其抗震性能,采用了布置黏滞阻尼器的减震方案.运用YJK和ETABS对原结构和减震结构进行小震反应谱分析和弹性时程分析,计算结果表明布置阻尼器后的减震方案能够有效减小地震作用下结构的层间剪力和层间位移.在PERFORM-3D中进行结构大震性能评估,其结果表明阻尼器能够正常工作并发挥耗散...     

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。