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。     

基于增量动力分析法的高层建筑-阻尼器系统地震易损性分析

高层建筑在远场强地震下可能发生严重震害,通常在建筑中设置阻尼器实现消能减震,降低建筑物主体结构地震响应以减轻震致破坏。现行建筑抗震设计规范已经给出了建筑中阻尼器的通用设计方法,然而,建筑-阻尼器系统在强地震下的实际响应是否与设计结果有所偏差、在同一设防目标下不同类型阻尼器的性能是否存在差异尚不清楚。基于现行建筑抗震设计规范,设计了20层钢框架结构以作为阻尼器性能评估的Benchmark模型,并以同一减震目标设计了3类典型阻尼器:摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和防屈曲支撑,基于所拟合的阻尼器试验曲线,对阻尼器进行参数设计,给出了典型阻尼器的数值模型。基于场地类型选取了10条地震动进行增量动力分析,对比评估了3类典型阻尼器对结构抗倒塌性能的控制效果。采用基于位移的结构性能水准评价指标,研究了3类典型阻尼器的减震控制效果,结果表明,对于采用基于中国规范设计的高层建筑-阻尼器系统,速度型的粘滞阻尼器控制效果最优,位移型的摩擦阻尼器和防屈曲支撑次之,且性能相近。     

武汉保利广场混合减震连体高层抗震性能研究北大核心CSCD

武汉保利广场结构为核心筒偏置的非对称双塔连体结构,采用"圆钢管混凝土柱+钢梁(桁架)+混凝土筒体"混合结构。为了减小及控制结构的扭转振动,在结构中设置了粘滞阻尼器及屈曲约束支撑。采用基于性能的抗震设计思想,进行了各水准地震下的结构弹塑性分析,并进行了1:35比例的整体结构模型振动台试验,对结构体系的抗震性能进行了研究及对比分析。综合研究表明该结构能够满足不同地震水准作用下的抗震性能目标,减震效果明显。     

中国妇女活动中心酒店采用软钢和粘滞阻尼器减震控制分析

针对北京中国妇女活动中心酒店这一高烈度区特别不规则结构,研究了高层不规则结构减震理论,提出了采用软钢阻尼器和粘滞阻尼器两种消能减震装置,对该结构在无控和有控制后在地震作用下的动力响应和控制效果进行研究。文中,通过建立结构的力学模型,首先分析了结构的动力特性;然后,分别从能量、变形和力三个方面对比了无控结构及安装了软钢阻尼器和粘滞阻尼器的结构在多遇地震以及罕遇地震作用下的动力响应。结果表明:在较宽的地震波频带内,两种阻尼器对于控制这一不规则结构的扭转效应,提高该结构的整体抗震性能均有较好的减震效果。相对粘滞流体阻尼器而言,软钢阻尼器控制结构水平加速度效果较好;而粘滞流体阻尼器在控制结构水平位移性能稍好。     

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...     

某偏心框架混合减震结构弹性与弹塑性动力时程分析

针对某工程的位移比和位移角超限等问题,本文采用消能减震技术对其进行振动控制,具体方案为结构安装屈曲约束支撑和黏滞阻尼器。对原结构和减震结构进行了弹性和弹塑性动力时程分析,对比了两种结构体系小震、大震下的计算分析结果,并在罕遇地震作用下对原结构和减震结构进行了抗震性能评估。结果表明:屈曲约束支撑和黏滞阻尼器有效控制了结构的扭转效应和层间位移角,改善了结构的塑性损伤情况,从而提高了结构在地震作用下的抗震性能。     

软钢阻尼器在某幼儿园减震设计中的应用

软钢阻尼器因其占地面积小、构造简单、减震效果明显,近些年得到了较好的推广应用。论文以山西省某幼儿园综合楼为例,通过对比减震与非减震结构的抗震性能,发现采用软钢阻尼的减震结构相比于非减震结构,抗震性能得到了显著改善。原结构可基本满足小震下的抗震性能,但不满足大震抗震性能,有明显的薄弱层存在。附加阻尼器后,阻尼器在小震下可有效降低主体结构的地震内力,大震作用下起到防止结构严重破坏的作用。     

采用粘滞阻尼器的框架结构消能减震设计

介绍了高烈度区某框架结构采用粘滞阻尼器的消能减震设计。借助有限元分析软件MIDAS Gen建立原结构模型和增设粘滞阻尼器的减震结构模型,采用时程分析法进行研究,分析多遇地震和罕遇地震作用下结构的抗震性能。研究结果表明:在地震作用下,粘滞阻尼器可大量耗散地震动能量,降低结构的地震响应,减震效果较为显著,结构抗震性能满足预期性能目标。     

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。     

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。     

高烈度区超限结构减震效果及子结构性能分析

为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,结构减震设计时应对结构及阻尼器进行抗震性能分析。针对高烈度区的某高度超限的框架结构,设置屈曲约束支撑(BRB)进行减震分析,明确整体结构及消能子结构的构件在不同地震水准下的性能状态,同时分析BRB受力性能及其减震效果。分析表明:高烈度区框架结构采用减震方案后结构层间位移角能够满足规范限值要求;小震作用下BRB处于弹性状态并增大了结构刚度,中大震作用下BRB减震效果明显,结构及其构件满足预定性能目标要求;为确保阻尼器在中大震作用下有效发挥耗能作用,保护主体结构抗震安全,减震子结构中部分梁柱应采取设置钢骨或增大配筋的加强措施。上述研究可为基于抗震性能分析的减震结构全过程分析与设计提供依据。     

某高层建筑采用防屈曲支撑的减震性能研究

某高层建筑为钢筋混凝土框架结构体系,为提高结构的抗震性能,增设了防屈曲支撑,为了验证防屈曲支撑的减震效果,对无支撑结构、普通钢支撑结构和附加防屈曲支撑结构进行了多遇地震和罕遇地震下的抗震性能分析。分析结果表明:增设防屈曲支撑后可有效改善结构的抗震性能,从而提高结构抵抗地震作用的能力。     

粘滞阻尼器在某办公楼中消能减震分析与设计

以位于8度抗震设防烈度区的某框架结构办公楼为研究对象,建立有限元模型并布置粘滞阻尼器,基于ETABS软件进行有限元时程分析。在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下对该框架结构进行了非线性粘滞阻尼器控制下的阻尼减震控制研究。针对减震前后的楼层剪力、层间位移角、与阻尼器相连的框架内力进行对比分析,并对阻尼器耗能性能进行分析,并进一步细化减震方案,对粘滞阻尼器支撑截面进行了验算与设计。结果表明,结构中增设粘滞阻尼器,能有效降低结构的楼层剪力、与阻尼器相连的框架内力、减小层间位移角以及增加结构的附加阻尼比,提高结构抗震性能储备。     

新疆某学校教学楼消能减震分析

软钢阻尼器利用了低屈服点钢材屈服后延性好、变形能力强的特点,通过滞回变形实现整体结构的消能减震。其作为一种研究较为成熟,性能优越且成本较低的阻尼产品,有着良好的应用前景。文中以新疆某学校教学楼中布置软钢阻尼器的消能减震设计为例,利用ETABS软件建立有限元分析模型。对比了非减震结构与减震结构的地震响应,并分别对不同程度地震作用下的减震结构进行时程分析。结果表明,地震发生时软钢阻尼器滞回环形状饱满,耗能能力强。设置软钢阻尼器的结构消能减震效果良好,结构的层间位移角均未超过抗震性能目标中规定的限值。     

钢框架消能减震体系研究与工程应用

对上海地区的一幢7层钢结构办公楼采用普通支撑和消能减震支撑两种抗侧力体系,在7度地震作 用下的抗震性能进行对比分析。消能减震支撑由钢支撑、粘滞阻尼器和橡胶支座组成。计算结果表明当两种 抗侧力体系对位移控制效果接近的情况下,普通支撑体系增加了刚度,同时也增加结构的层间剪力、与支撑相 连柱的轴力,而消能支撑体系能有效减少这些结构内力,故比前者大大提高了主体结构的抗震性能。同时试 验也表明所选阻尼器性能良好。     

某医院门诊楼满足中震正常使用要求的设计分析

某医院门诊综合楼为框架结构，依据《建设工程抗震管理条例》规定，在设防地震时应满足正常使用要求，采用传统抗震方案不能满足要求，需采用隔震减震等技术。本文对隔震减震方案进行了对比分析。采取隔震方案时可充分保证结构设防地震下的正常使用；进一步对比了3种不同的减震方案，综合分析发现粘滞阻尼器和防屈曲支撑混合布置的方案能更好满足中震正常使用位移角限值要求，建议优先选用。本文通过比较隔震和不同的减震方式，为类似医疗建筑的减隔震设计提供参考。     

粘滞阻尼器在校舍框架结构抗震加固中的应用

在抗震鉴定结果不满足建筑结构整体抗震性能要求的既有建筑中,采用消能减震效果明显的粘滞阻尼器进行抗震加固,可减小结构的地震反应。以绵阳某中学学生公寓抗震加固为例,增设粘滞阻尼器后,按时程分析法进行减震效果分析,对比加固前后结构的层间剪力和层间位移角,结果表明在抗震加固工程中,采用粘滞阻尼器减震方案能有效提高建筑结构的整体抗震性能。     

某超高层框架-核心筒结构减震性能研究

框架-核心筒拥有较好的抗震效果,整体性、刚度较好,但是在强震作用下水平位移较大,为减少结构的地震响应,文中分析某超高层框架-核心筒结构采用粘滞阻尼器的减震性能。采用MIDAS GEN杆系有限元软件对某超高层框架-核心筒结构进行PUSH-OVER分析,得到该结构薄弱层位置。分别在薄弱层、薄弱层中间楼层和薄弱层与薄弱层的中间楼层3种方案设置粘滞阻尼器对结构进行PUSH-OVER分析,对比原结构和3种布置阻尼器之后的层间位移和层间位移角。分析结果表明将粘滞阻尼器安装在非薄弱层减震效果不佳,阻尼器并非安装越多越好,将粘滞阻尼器放置在薄弱层减震效果是最好的,为同类工程减震设计提供理论支撑。     

厦门新机场结构耗能减震设计研究北大核心CSCD

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。     

厦门新机场结构耗能减震设计研究

结合厦门新机场航站楼指廊工程,研究在复杂框架结构中,通过采用防屈曲支撑减震设计方案来满足结构的抗震性能目标的方法。介绍了本工程的结构体系特点、采用防屈曲支撑的必要性以及防屈曲支撑框架的设计方法。防屈曲支撑框架结构的设计包括构件设计和防屈曲支撑框架结构整体抗震性能分析两大部分内容。作为消能减震构件,防屈曲支撑既能在弹性阶段为主体结构提供抗侧刚度,又能在中震、大震阶段通过自身的滞回耗能为主体结构提供附加阻尼比,减小地震能量。从小震、中震和大震三个阶段,深入分析了防屈曲支撑框架的抗震性能,验证了防屈曲支撑在复杂框架结构中良好的减震效果。