剪切型铅阻尼器在某高层结构中的减震控制研究

为了研究剪切型铅阻尼器在复杂高层框架剪力墙结构中的耗能减震效果,本文以高烈度地区某设置剪切型铅阻尼器的框架-剪力墙结构为工程背景,首先通过SAP2000分析了结构的动力特性,在此基础上对结构进行了消能减震设计,最后采用非线性分析软件ABAQUS对结构进行了罕遇地震作用下的有限元分析,对比了不同地震波作用下的结构弹塑性分析结果。分析结果表明:设置剪切型铅阻尼器的高层建筑结构的抗震性能有了很大的提高,在罕遇地震作用下能够满足"大震不倒"的性能要求,研究为剪切型铅阻尼器在高层框架-剪力墙结构中的应用提供了成功的工程案例,其设计思路可以为高层结构的减震提供有益的借鉴和参考。     

剪切型铅阻尼器在高层钢结构中的应用

剪切型铅阻尼器是一种滞回性能稳定、构造简单、受环境影响较小的耗能减震装置,近年来逐渐得到工程界的认可和推广。在非线性有限元分析软件Midas/Gen中建立一实尺寸高层钢结构建筑物数值分析模型,分别采用纯框架结构、框架-支撑结构、剪切型铅阻尼器-框架结构3种不同方案,模拟其在多遇地震和罕遇地震作用下抗震行为并进行比较,探讨了支撑、剪切型铅阻尼器对于钢结构建筑抗震性能的不同影响,分析了剪切型铅阻尼器的布设方式及注意事项,验证了剪切型铅阻尼器的优良性能。     

一种剪切型铅阻尼器的ANSYS分析

先介绍了一种剪切型铅阻尼器和其消能基理,然后利用有限元软件对其进行了分析,结论表明铅宽对阻尼器的性能产生了很大的影响。     

装配式自复位剪切型铅阻尼器抗震韧性试验研究

电力系统的抗震韧性是韧性城市建设的核心之一，研发高强度瓷、瓷的替代材料以及附加减隔震元件是提高瓷柱式电气设备抗震韧性的重要手段。以典型高柔型电气设备为研究对象，研发了适用于该类电气设备的装配式自复位剪切型铅阻尼器，对阻尼器核心元件——形状记忆合金棒材及装配式剪切型铅阻尼器进行了滞回性能试验，研究了主耗能环长度对装配式剪切型铅阻尼器力学性能的影响。试验结果表明：形状记忆合金棒材的等效阻尼比介于4%～11%之间，其位移恢复率超过60%,具有很好的复位能力；附加耗能环可以提高装配式剪切型铅阻尼器的耗能稳定性，通过阻尼器及其核心元件滞回性能的对比，验证了装配式自复位剪切型铅阻尼器具有形状记忆合金阻尼器高复位能力和装配式剪切型铅阻尼器高耗能能力等的综合特性，为电气设备的抗震安全性提供有效依据。     

设置铅阻尼器的某大型火力发电厂耗能减震分析

铅阻尼器是一种滞回性能稳定、构造简单、受环境影响较小的耗能减震装置。为了研究铅阻尼器在某大型火力发电厂结构中的耗能减震效果,本文采用非线性分析软件ABAQUS对设置铅阻尼器的某大型火力发电厂结构进行了罕遇地震作用下的有限元分析,对比了不同地震波作用下的弹塑性分析结果。分析结果表明:设置铅阻尼器以后,结构的抗震性能显著提高,在罕遇地震作用下能够满足"大震不倒"的性能要求,研究为铅阻尼器在大型火力发电厂主厂房结构中的应用提供了成功的工程案例,其设计思路可以为大型火力发电厂主厂房结构的减震提供有益的借鉴和参考。     

框架-核心筒高层结构的消能减震设计

剪切型阻尼器作为一种新型减振装置,具有初始刚度大,性能稳定,安装方便等优点。以实际项目为例,根据项目的特点提出了剪切型耗能器的布置方案。通过弹塑性分析表明:金属剪切型阻尼器能够为结构提供有效的附加阻尼比,且在罕遇地震性能点处结构塑性铰程度均在LS(生命安全)以内,大大增强了结构的抗震性能。研究结论可为剪切型阻尼器的设计和进一步研究提供参考。     

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...     

铅阻尼器的发展与工程应用

铅阻尼器是一种耗能性能良好、构造简单、制作方便的减震耗能装置,尤其是挤压型铅阻尼器和剪切型铅阻尼器,近年来逐渐得到工程界的认可和推广应用。本文基于国内外关于铅阻尼器的研究现状和发展趋势及其在工程中的应用情况,阐述了挤压型和剪切型等铅阻尼器的优点,指出了铅阻尼器及其推广应用需要进一步研究和解决的问题。     

钢管铅阻尼器疲劳性能试验研究

设计4个钢管铅阻尼器,对其中3个钢管铅阻尼器进行疲劳循环往复加载试验,对1个钢管铅阻尼器进行常规低周往复加载试验,研究钢管铅阻尼器的疲劳性能及抗过载能力,验证钢管铅阻尼器滞回耗能性能,揭示疲劳循环往复加载试验与常规低周往复加载试验中钢管铅阻尼器性能的异同。研究结果表明:钢管铅阻尼器在设计位移循环加载下,各项疲劳性能指标均能够满足JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》中对金属阻尼器疲劳性能规定的要求;在2倍设计位移和1.5倍设计位移循环加载下,能够承受一定循环次数的加载,疲劳性能良好;经历偶然过载后仍能承受一定循环次数的加载,抗过载能力强;钢管铅阻尼器疲劳性能试验的破坏形式与常规性能试验的破坏形式一致,随着高径比的增加,钢管铅阻尼器破坏形式由剪切型变为弯剪型;钢管铅阻尼器在不同加载位移下,滞回曲线对称且饱满,近似于平行四边形,滞回耗能性能优良。     

大行程筒式铅剪切阻尼器性能的有限元模拟与试验研究

提出了一种大行程筒式铅剪切阻尼器,阐述了其基本构造及耗能原理。使用ABAQUS建立该阻尼器的实体模型,模拟其滞回特性,分析了阻尼器的四个设计参数对其耗能性能的影响,为设计提供参考。通过低周往复荷载试验,研究该阻尼器的滞回耗能性能。有限元分析和性能试验结果表明:该阻尼器的阻尼力与铅槽长度、轴径成线性关系,铅槽长度和轴径可作为阻尼器设计中提高阻尼力的稳定参数;铅槽厚度对阻尼器的挤压作用影响大,摩擦段长度对阻尼力中的摩擦力影响大,为提供稳定的阻尼力,在阻尼器的设计中,铅槽厚度与铅槽长度比值应小于0.25,摩擦段长度取阻尼器行程;阻尼器耗能能力较好,耗能性能稳定,能够满足结构耗能减震要求。     

铅板阻尼器对减少结构扭转响应的应用研究

介绍了由本中心自行研制的新型铅阻尼器——铅板阻尼器,对其实验内容和实验结果做了简单的讲解。并且将其设置在一结构平面布置不规则的、楼板有开洞口处理的四层框架结构中,应用有限元分析软件做罕遇地震下的时程分析。分析结果表明：这种新型的铅板阻尼器可以大大提高结构的抗震性能,对于平面不规则的、存在偏心的结构,应用此铅板阻尼器可以减少结构的扭转响应,并且其制作简单、安装方便、价格低廉,在实际工程中的应用前景十分可观。     

一种特殊构造复合型铅黏弹性阻尼器在高烈度区框架结构中的应用

以高烈度区某框架结构教学楼为背景,采用铅黏弹性阻尼器进行消能减震设计。应用PERFORM 3D有限元分析软件对结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比大震下减震结构与原结构的层间位移角等指标,评价梁柱的性能状态以及减震设备的耗能情况。结果表明,应用铅黏弹性阻尼器可以提高框架结构的抗震性能,控制结构的塑性变形,从而保证结构在罕遇地震下的安全。此外,通过计算常规黏弹性阻尼器在平面外受力情况,证明其容易导致阻尼器面外受损而影响阻尼器耗能性能,因此提出了一种特殊构造措施以防止阻尼器在平面外发生破坏。     

双向扭转型金属阻尼器的研究

目前铅阻尼器多数是采用使铅发生相对平行移动的位移从而产生塑性变形,以此消耗外部能量。由于要提供相对平动,使一般的阻尼器都构造复杂。针对以上情况本文提出一种新型的阻尼器——双向扭转型金属阻尼器。该阻尼器利用铅可再结晶的特性,通过金属扭转变形,从而使铅消耗能量。实现了构造简单,原理简明并且可以提供有效阻尼的目的。     

新型双向扭转型金属阻尼器的理论研究

在地震作用下,合理安装阻尼器可以提高结构的抗震性,因此对于阻尼器的构造提出更高的要求,本文提出一种新型扭转型金属阻尼器.通过简单的构造,在地震作用下使金属扭转变形,利用铅可再结晶的特性,达到消耗地震能量的目的.对提出的新型阻尼器力学模型进行数值分析,证明本文设计的金属阻尼器具有良好的耗能生能.     

Smart outrigger damper system for response reduction of tall buildings subjected to wind and seismic excitations

The outrigger damper system has recently been proposed to reduce the dynamic response of tall buildings subjected to lateral loads. Previous studies have shown that the outrigger damper system could effectively increase the response reduction capacity of tall buildings. The outrigger damper system was used not only for a response reduction of tall buildings, but also for adjusting the differential column shortening. When an outrigger damper system is designed optimally for wind or earthquake loads, it shows good control performance against each target excitation. On the other hand, the outrigger damper system designed for the wind load cannot effectively control the seismic responses and vice versa. This study examined the control performance of a smart outrigger damper system for reducing both the wind and seismic responses. The smart outrigger damper system was comprised of magnetorheological dampers. A fuzzy logic control algorithm, which was optimized by a multi-objective genetic algorithm, was used to control the smart outrigger damper system. Numerical analysis showed that the smart outrigger damper system could provide superior control performance for the reduction of both wind and earthquake responses compared to the general outrigger system and passive outrigger damper system.     

Seismic analysis for tall and irregular temple buildings: A case study of strong nonlinear viscoelastic dampers

Viscoelastic (VE) dampers, composed of VE layers sandwiched between relative rigid steel plates, have been widely used as dissipation devices to improve performance of structures under dynamic loads. Corresponding analytical and experimental investigations have been carried out by many scholars. However, most of VE dampers studied before are typically traditional dampers applied in regular structures. This paper introduces a new type of VE damper with strong nonlinearity used in the complex and irregular structure of Nanjing Dabaoen Temple. The new VE dampers show obvious nonlinear behavior, improved capacity of dissipation, and larger additional stiffness compared to the traditional ones. Nanjing Dabaoen Temple is a high‐rise steel structure by use of 112 new VE dampers. To investigate dissipation characteristics and control effect of the VE dampers in the complex structure, we established a suitable finite element model using SAP2000 software in which the VE dampers were simulated by Maxwell and Wen models connected in parallel, and then nonlinear time history analysis is executed using seven ground motions of moderate earthquakes and three of major earthquakes. Analytical results indicate that control effect of the VE dampers on structural displacement is preferable to that on structural acceleration and shear force due to dampers' additional stiffness. In addition, owing to incremental deformation of VE dampers under major earthquakes, damping effect of the VE dampers on all structural responses under major earthquakes is more obvious than that under moderate earthquakes. Analytical methods and conclusions in this paper will provide significant reference for analysis, design, and application of complex high‐rise structures added with VE dampers.     

黏滞阻尼器控制偏心结构扭转耦联振动效果分析

为了有效控制地震作用下偏心结构扭转耦联振动所引起的灾变问题,在理论分析和数值计算的基础上,建立了地震作用下偏心结构的扭转耦联运动方程,通过研究黏滞阻尼器对偏心结构扭转耦联振动的控制效果,对比分析4种黏滞阻尼器常用布置方案下偏心结构的地震响应,量化了黏滞阻尼器和钢支撑共同保护作用下对偏心结构减震效果的影响。研究结果表明:设置有黏滞阻尼器的偏心结构,在双向地震作用下偏心结构最大层位移和层间位移角均得到有效的控制;在多遇地震作用下黏滞阻尼器人字型布置方式对控制偏心结构扭转效果明显,罕遇地震作用下不同布置方式的控制效果相差不大,其结果可为地震作用下类似的偏心结构扭转效应的振动控制提供借鉴参考。     

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。     

调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器减震性能对比研究

基于5层钢框架模型，通过试验对比了在地震激励下调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器的减震性能，并探究了频率失调等因素的影响。通过数值模拟实现了两种阻尼器的优化设计，以考察充分发挥其性能的工况下，两种阻尼器的减震效果以及阻尼器相对位移行程的对比。研究表明：在频率调谐时，调谐质量阻尼器和调谐型颗粒阻尼器均能显著降低主体结构位移和加速度响应，调谐型颗粒阻尼器的减震效果更好，具有一定的减震优势，并且调谐型颗粒阻尼器的相对位移行程更小、减震频带更宽；当两者均为最优设计时，减震效果相当，但是最优化调谐型颗粒阻尼器系统的阻尼器与主体结构之间的相对位移更小，可降低相对位移幅值24.5%，并且具有更好的鲁棒性。     

扇形铅黏弹性阻尼器综合设计及加固框架抗震性能分析

为研究扇形铅黏弹性阻尼器与加固框架结构之间的匹配关系及其对加固框架抗震性能的影响规律,用ABAQUS软件建立了对比空框架和加固框架的精细化有限元模型,结合试验试件骨架曲线及破坏形态验证了其合理性。提出扇形铅黏弹性阻尼器加固框架的综合设计原则,设定阻尼器扇形有效半径与框架柱净高之比为设计尺寸比,在此基础上,对不同设计尺寸比的加固框架进行对比分析。分析结果表明,合理设置的扇形铅黏弹性阻尼器可以显著提高加固框架的抗震性能,保护梁柱节点核心区;当设计尺寸比取值超过0.24时,会导致加固试件较早达到峰值荷载,但其后承载力又急剧衰减;建议扇形铅黏弹性阻尼器加固框架的设计尺寸比宜控制在0.1~0.2之间,实际设计中应依据不同加固需求选取相应的设计尺寸比。