钢管铅阻尼器滞回性能试验研究

通过对7个钢管铅阻尼器的低周往复加载试验,研究不同厚径比、高径比和削弱比对钢管铅阻尼器滞回性能的影响。研究结果表明：钢管铅阻尼器滞回曲线饱满对称,工作性能稳定,耗能性能和延性好,在很小的位移(1mm)即进入耗能状态,且快速进入稳定耗能阶段,等效阻尼比稳定在0.4~0.5之间,位移延性系数大于20;钢管铅阻尼器随厚径比、高径比和削弱比的不同而产生剪切、弯剪和弯曲三种破坏类型;设计钢管铅阻尼器时,应保证阻尼器屈服耗能主要集中在耗能段范围内,避免发生弯曲破坏;厚径比、高径比和削弱比对钢管铅阻尼器的初始刚度和承载力影响较大,随厚径比增大,钢管铅阻尼器的初始刚度和承载力增大,随高径比、削弱比增大,钢管铅阻尼器的初始刚度和承载力减小。     

钢管铅阻尼器耗能机理研究

影响钢管铅阻尼器性能的主要构造参数有厚径比、削弱比和高径比。设计13个不同构造参数的钢管铅阻尼器,采用ABAQUS有限元软件对其进行模拟分析,研究厚径比、削弱比和高径比对钢管铅阻尼器传力机制、塑性分布状态和耗能机理的影响。分析结果表明：①钢管铅阻尼器的钢管和铅芯协同工作,共同耗能,传力机制和耗能机理明确|②钢管铅阻尼器受力过程分为弹性,弹塑性和塑性三个阶段,但弹性阶段和弹塑性阶段很短,屈服位移很小,在1mm内即能进入屈服耗能|③厚径比、削弱比和高径比对钢管铅阻尼器传力机制和协同工作性能影响不大|④厚径比、削弱比和高径比对钢管铅阻尼器塑性变形分布影响很大|合理取值可以保证钢管铅阻尼器屈服耗能集中在阻尼器中部,且具有较合理的塑性分布模式|建议厚径比在满足加工前提下尽可能取小值,削弱比取0.3~0.4,高径比取2.3~2.6|⑤钢管铅阻尼器耗能时,铅芯先屈服耗能而钢管为弹性,耗能全部由铅芯承担|接着钢管屈服与铅芯共同耗能|钢管进入塑性后钢管和铅芯耗能比很快就趋于稳定,钢管耗能占总耗能80%以上,铅芯耗能占总耗能10%~20%之间。     

铅阻尼器性能的研究

随着耗能减震技术的发展和成熟,各种形式的耗能减震设备得到了不断地更新和研发,铅金属阻尼器发挥了其在该领域的重要作用。本文采用结构被动控制技术,以有限元分析为基础,改造出一种性能良好的铅阻尼器。用有限元分析软件ABAQUS对其进行分析和研究,以期得到性能更加优越的铅阻尼器。     

齿轮传动铅阻尼器的试验研究与有限元分析

为克服传统铅阻尼器易漏铅问题,提出一类新型齿轮传动铅阻尼器,介绍了其构造形式及耗能机理,设计制作了3个齿轮传动铅阻尼器,采用试验和有限元分析方法,研究齿轮传动铅阻尼器的工作性能及耗能能力。结果表明:齿轮传动铅阻尼器的滞回曲线饱满,耗能能力良好,工作性能稳定;以把铅保存在齿轮内部的特殊的密封形式保存铅体有效解决了漏铅问题;与传统铅阻尼器相比,显著提高了阻尼器的极限位移;该类阻尼器便于标准化加工与制作,既可实现大吨位、小位移,又可实现大位移、小吨位,用于各种桥梁、建筑的减震和隔震领域。     

装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计与分析

给出了装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计步骤,对某11层钢筋混凝土框架结构进行减震设计。采用ETABS和Perform-3D软件分别对原结构和装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构进行了多遇地震下的时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:安装扇形铅黏弹性阻尼器能显著降低结构的地震反应,保护框架节点,达到小震下减小层间位移角和"大震不倒"的性能目标。     

波纹钢管铅阻尼器构造与耗能机理分析研究

为研究波纹钢管铅阻尼器不同构造形式对其力学性能的影响,采用ABAQUS软件,建立了两种构造形式的波纹钢管铅阻尼器有限元模型,对其应力分布、塑性分布状态、滞回性能和耗能机理进行模拟分析.结果表明,波纹钢管铅阻尼器外波纹钢管采用波峰连接构造形式,能够增加端部连接段的承载能力和刚度,有效控制阻尼器塑性分布,使得阻尼器的变形和...     

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.     

某学校采用金属阻尼器的抗震性能分析

为了研究结构附设金属屈服阻尼器的消能减震效果,以某学校实际工程为背景,对该结构采用软钢金属阻尼器进行减震设计与分析。时程分析结果表明,阻尼器率先屈服耗散地震动输入能量,结构的地震反应可以得到有效的控制,该结论对金属阻尼器在高烈度区的应用推广具有一定的参考价值。     

粘弹性阻尼器对结构抗震性能的改善

通过对设置粘弹性阻尼器的结构与一般结构的抗震性能的比较分析,验证了粘弹性阻尼器对结构消能减震的优越性。     

墙式铅剪切型阻尼器在某教学楼加固中的应用

某中学教学楼因修建于20世纪50年代末,其抗震性能不满足现行抗震设计要求,采用在原有结构中设置墙式铅剪切型阻尼器的加固方法提高其抗震性能.运用SAP2000建立结构有限元模型并进行多遇地震下的弹性时程分析,确定了消能减震加固方案,然后对该减震结构在多遇地震及罕遇地震下的减震效果进行了验证,也介绍了阻尼器与主体结构的连接...     

双曲型钢管叠层黏弹性阻尼器性能分析研究

提出一种双曲型钢管叠层黏弹性阻尼器,介绍构造、原理与特点。采用ABAQUS软件,建立钢管阻尼器、双曲型钢管阻尼器、钢管叠层黏弹性阻尼器和双曲型钢管叠层黏弹性阻尼器4种阻尼器有限元模型,从应力分布、力学性能进行模拟分析,结果表明：在钢管阻尼器内设置叠层黏弹性体可有效延缓钢管局部屈曲,充分发挥钢管耗能能力;双曲型钢管形式改善钢管阻尼器应力分布,使变形和耗能集中于阻尼器中部,避免阻尼器端部和连接处破坏;双曲型钢管叠层黏弹性阻尼器构造简单,传力和耗能机理明确,滞回曲线饱满对称,工作性能稳定,耗能能力强,等效阻尼比稳定在45%左右。     

粘滞阻尼器在钢管混凝土结构的减震作用研究

本文针对粘滞阻尼器在钢管混凝土结构中的抗震性能分析,利用有限元软件SAP2000,对附加粘滞阻尼器的12层钢管混凝土结构分别进行双向水平地震作用下的弹性时程分析。根据计算,对比分析原结构和附加阻尼器的钢管混凝土结构在多遇地震和罕遇地震作用下的抗震性能,结果表明粘滞阻尼器对结构减震控制效果明显。     

波形反对称软钢阻尼器力学性能试验研究

设计了一种波形软钢阻尼器,针对其滞回力学特性和耗能减震能力,进行了2个波形钢板不同放置形式的波形软钢阻尼器的拟静力试验,试验结果表明波形软钢阻尼器具有稳定的滞回性能和良好的塑性变形能力。其中由于竖向波形软钢阻尼器在水平方向会产生拉压应力场,压缩刚度大,导致其滞回性能和延性均比水平波形软钢阻尼器的差。在整个试验加载过程中,未出现焊缝撕裂现象,说明二氧化碳保护焊可以很好地保证阻尼器整体结构承载和变形能力。利用ABAQUS有限元分析软件建立6个波形软钢阻尼器模型,以试验中的水平波形软钢阻尼器作为基本模型,钢板厚度和波角两个因素作为变量,进行数值分析,结果表明:模拟分析与试验结果吻合较好;当钢板波角为60°时,波形软钢阻尼器力学性能最优;钢板厚度过大会使阻尼器角部应力集中,过早产生局部屈曲,而厚度偏小会使得阻尼器的耗能能力和承载能力不佳,钢板厚度取值6 mm时力学性能最佳。     

钢管钢纤维混凝土结构的性能研究

根据现有钢管钢纤维混凝土的研究,对这种组合结构的轴心受压短柱、偏心受压长柱、均布荷载作用下的梁以及低周反复荷载作用下的长柱性能进行了介绍。钢纤维对钢管混凝土柱受压承载力的提高幅度不大,在钢管混凝土柱中掺入钢纤维的作用主要是提高钢管混凝土柱的延性,而不是提高其受压承载力;在钢管混凝土梁中掺入钢纤维,能改善梁受拉区的工作性能,从而提高梁的承载能力;钢纤维能提高钢管混凝土柱在水平低周反复荷载作用下的水平承载力及延性。     

不锈钢复合芯板剪切型摩擦消能器试验研究

为了解决传统摩擦消能器性能不稳定、价格昂贵等问题,研发了一种以双面不锈钢复合钢板为芯板的剪切型摩擦消能器。该消能器由复合钢板的不锈钢复层与石棉摩擦片组成耗能摩擦副,通过碟形弹簧和预压螺栓调节滑动摩擦面承受的面压力。提出了消能器极限位移、极限荷载和面压力等试验关键指标的计算方法。对3个消能器进行低周往复加载试验,考察其滞回曲线、耗能能力、极限破坏特征及疲劳性能。结果表明：采用不锈钢复合芯板的剪切型摩擦消能器构造合理,滞回性能稳定,耗能能力良好,抗疲劳性能优异。设计位移幅值下累积加载90次,消能器承载力不下降,滞回性能稳定。低周疲劳作用下芯板不同材质复合界面性能可靠,不锈钢复合板可用作摩擦消能器的芯板。     

C型金属阻尼器的试验研究

提出了一种新型的C型金属阻尼辐及其与滑动摩擦相组合的新型支座,其金属阻尼辐采用普通Q345B材料制作,价格低廉.对C型金属阻尼辐和C型阻尼辐与滑动摩擦组合支座分别进行了水平25％设计位移、50％设计位移、100％设计位移下6圈的反复加载试验,并对其进行了120％设计位移下单圈超载位移试验,另对阻尼辐进行了11圈水平疲劳试验.试验结果分析表明,C型阻尼辐及其与滑动摩擦相组合的支座具有较高的阻尼性能,阻尼特性稳定,并具有良好的弹塑性变形能力.通过对其100％设计位移的滞回特性曲线分析,前者的力学模型可以采用双线性模型,后者可以采用多线性模型,但后者在设计及制作上有待进一步改进.     

不同构造参数对弧形钢棒阻尼器性能的影响分析

为改善框架结构及底框结构梁柱节点的抗震性能,提出一种弧形钢棒阻尼器,介绍其构造和原理。设计12组不同构造参数的弧形钢棒阻尼器,采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究截面形状、钢棒数量、截面尺寸、跨度、曲率半径对其滞回耗能能力、承载力特性的影响。研究结果表明:圆形截面弧形钢棒阻尼器的初始刚度、耗能量、等效黏滞阻尼系数略小于方形截面弧形钢棒阻尼器,但其屈服位移较小;单棒布置的阻尼器的耗能效果优于双棒布置的阻尼器;随着阻尼器截面尺寸的增大,阻尼器的初始刚度、耗能量、等效黏滞阻尼系数增加明显,屈服位移呈先减小后增加的趋势;随着阻尼器跨度的增大,初始刚度和等效黏滞阻尼系数总体上呈下降趋势,屈服转角呈上升趋势;随着阻尼器曲率半径的减小,阻尼器的耗能量、等效黏滞阻尼系数、初始刚度逐渐减少,但屈服转角逐渐增大。