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。     

超高层建筑结构放大型黏滞消能伸臂减震效果研究

为提升超高层建筑结构的抗震性能,提出了一种可充分发挥阻尼器耗能能力的放大型黏滞消能伸臂减震装置,该装置通过增加菱形转动机构,将核心筒与外框架之间竖向相对变形进行二次放大,以增大对超高层结构的动力响应的控制效果。基于某案例工程超高层结构,对其采用放大型黏滞伸臂方案、传统黏滞伸臂方案和抗震方案进行了弹塑性时程分析对比。结果表明：相比传统黏滞伸臂,放大型黏滞伸臂由于菱形放大装置的转动,阻尼器的耗能效果得到进一步提升,对主体结构的层间位移角、基底剪力等地震响应和塑性损伤均具有良好的控制效果,综合提升了阻尼伸臂系统的耗能效果。     

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...     

非线性黏滞阻尼减震框架结构的优化设计

减震是当前结构最重要的抗震方法之一.本文结合我国<建筑抗震设计规范( GB50011-2001) >,着重对非线性黏滞阻尼减震结构进行了分析,用层间位移角限值予以量化;以简化的方法计算非线性黏滞阻尼器的等效阻尼比.在此基础上将结构转化为等效单自由度体系,利用基于位移的设计方法对非线性黏滞阻尼减震结构进行设计.通过设计计算分析结果表明,采用非线性黏滞阻尼减震体系的建筑减震效果显著.     

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...     

黏滞阻尼减震技术在结构改造加固中的应用

浦东机场T1航站楼改扩建工程,是国内大型机场航站楼不停航施工条件下进行结构加建改造设计的首例,主楼和指廊之间的连廊增加3层,既有结构需进行加固。设计中采用了黏滞阻尼器减震技术来减少结构的加固工作,并通过弹塑性时程分析验证其在大震下的结构性能。     

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。     

新型黏滞阻尼墙动力性能试验研究北大核心CSCD

设计了一种新型黏滞阻尼墙,并通过水平动力加载试验,研究新型黏滞阻尼墙在不同振动频率和位移幅值下的阻尼力与位移关系,探讨了新型黏滞阻尼墙的滞回特性,以及振动频率、位移幅值、速度、循环特性等对其动力性能的影响。研究表明,新型黏滞阻尼墙耗能效果较好,其阻尼力与速度有关,而与频率无相关性;地震作用下,其耐久性较好。     

黏滞阻尼器位移损失对结构减震性能的影响研究

从黏滞阻尼器减震结构的附加阻尼比公式出发,引入位移损失,推导了附加阻尼比与阻尼器出力、阻尼器等效串联刚度、结构刚度等参数之间的关系,提出最优损失率和损失刚度比概念.通过实际工程的参数分析,得到位移角减震率随阻尼系数、地震作用的变化规律,并用理论推导的结论对变化规律进行了解析.为应用黏滞阻尼器的消能减震结构优化设计提供了...     

设置非线性黏滞阻尼耗能框架结构等效阻尼及地震作用分析

研究了设置非线性黏滞阻尼器框架结构的等效阻尼比及地震作用。构建了多自由度耗能减震框架结构振动方程,基于等效前后结构阻尼耗能总量及各阶振动正则坐标幅值不变原则,建立了耗能结构一阶振型等效阻尼比的解析计算式。在此基础上,利用傅里叶变换法,给出了高阶振型等效阻尼比计算式。最后以设置非线性黏滞阻尼器的10层钢筋混凝土框架结构为研究对象,分析对比阻尼等效前后结构正则坐标时程曲线,结果表明,阻尼等效前后正则坐标时程吻合度较高,由此研究了设置非线性黏滞阻尼器框架结构的地震作用。     

带位移放大装置新型阻尼墙结构的地震响应分析

基于黏滞阻尼器的耗能原理,针对地震时阻尼器位移小的特点,提出一种可提高阻尼器耗能能力的位移放大装置,并在此基础上设计出一种黏滞阻尼墙。针对黏滞阻尼器力学模型,增设放大装置后,得到带放大系数的黏滞阻尼墙力学模型。以12层框架为例,利用有限元软件分析比较带放大装置的黏滞阻尼墙减震结构与常规阻尼器建筑结构的减震效率。在加速度、层间位移、层间剪力等地震响应的控制效果方面,基于文中提案采用放大装置的减震结构更为有效。     

不同消能伸臂体系减震效果对比分析

超高层建筑结构常采用框架核心筒结构体系,利用外框架和核心筒之间的竖向变形差,在外框架和核心筒之间设置消能器,可形成消能伸臂体系。粘滞阻尼器、防屈曲支撑以及剪切耗能件均为性能稳定的消能器。为研究三种不同消能器构成的消能伸臂对高层建筑结构抗震性能的影响,结合实际工程案例对比分析了这三种体系的减震效果以及经济性。研究表明,三种消能器均能有效降低结构地震作用,其中粘滞阻尼器消能伸臂减震效果最佳,剪切阻尼器消能伸臂经济性最优,防屈曲支撑在减震效果和经济性方面具有较好的综合性能。     

无轴黏滞阻尼器的性能试验及有限元分析

提出一种无轴黏滞阻尼器,其基本原理是通过油腔本身的变形驱使黏滞流体往返通过阻尼孔而耗散能量。通过性能试验和有限元分析,初步验证了该阻尼器的构造方案是可行的。基于结构振动控制Benchmark模型对该类型阻尼的减振性能进行研究,结果表明该类阻尼器具有很好的减振效果。     

超高层结构应用液体黏滞阻尼器在中国的发展

液体黏滞阻尼器在高层和超高层建筑中起到抗震和抗风的结构保护作用,已经在国内外得到广泛认可。近十年来,在国内应设计院委托,前后计算分析了近20个高层、超高层建筑工程,其中7座已经被业主和超限审查通过,4个工程已经完成,3座已在施工或正在准备施工,还有几座在和业主讨论中,还有一半以上的建筑因各种原因阻尼器不能被采用,但在阻尼器的设计计算过程中,发现有很多创新点或启发,希望和设计者分享。在超高层结构发展应用过程中,美国的阻尼器设备公司在阻尼器开发方面也有很多发展,均做一简单介绍,供讨论参考。     

单自由度粘滞阻尼减震结构计算方法及其参数相互关系

粘滞阻尼器是结构减震的重要装置。本文就最基本的单质点结构,论述减震结构设计计算方法,并对各参数间的相互关系进行讨论,建立起粘滞阻尼减震结构的基本概念。     

对液体粘滞阻尼器动力性能及测试要求的研究及探讨

液体粘滞阻尼器作为有效和重要的消能减振产品目前在我国已经得到越来越广泛的应用,但对这类阻尼器的性能要求、质量控制及动力测试所做的研究及探讨所见不多。给出了液体粘滞阻尼器的不同类型及作用机理,介绍了粘滞阻尼器在美国的发展进程及状况。举例说明了美国对液体粘滞阻尼器的测试要求,即产品预检验、原型测试及质量验收测试。对部分测试内容进行了着重讨论,并列出了美国大型动力测试设备的情况。     

南亚之门塔楼结构初步设计

南亚之门工程位于云南省昆明市,塔楼建筑高度366m,为我国目前8度地区拟建的超高建筑之一。采用巨型框架-混凝土核心筒结构体系,层23以下建筑平面呈正方形,层23以上削角,建筑平面呈逐渐缩小的八边形,并在建筑顶部形成与底部旋转45°的内接正方形平面。置于平面四角的巨柱在层23一分为二形成8根倾斜角柱,并在设备层设置环带桁架,与巨柱形成抗侧刚度较大的巨型框架,与核心筒一起承担地震作用。环带桁架与核心筒通过加强层的楼板协调变形,起到"虚拟伸臂"的作用。采用速度型粘滞阻尼器增加结构阻尼,以减小地震作用。