基于等效线性化理论的消能减震结构附加金属阻尼确定方法

本文采用等效线性化理论研究消能减震结构附加金属阻尼的确定方法。利用等效线性化理论,演算推导出附加金属阻尼器的消能减震结构的减震性能曲线,并介绍利用其进行消能减震结构附加金属阻尼的确定方法—减震性能曲线法。建立30层钢框架结构消能减震结构模型,利用减震性能曲线法对其附加金属阻尼量进行确定。利用时程分析法验证了利用减震性能曲线法设计的消能减震结构的减震性能。研究表明,减震性能曲线法能够较好的预测消能减震结构附加金属阻尼的减震性能,减震性能曲线法的设计效果优于屈服强度倍数法。     

同时附加位移和速度相关型阻尼的钢框架结构设计方法研究

在地震作用下,多高层钢框架结构主要发生剪切型变形,下部楼层相对位移较大,故应在下部楼层附加位移相关型阻尼器(如金属阻尼器).下部楼层附加金属阻尼器后对结构进行地震反应时程分析,可知上部楼层的层间速度明显大于下部楼层,因而可以在上部楼层附加速度相关型阻尼器(如黏滞阻尼器),如此就得到同时附加位移和速度相关型阻尼的钢框架消能减震结构.本文通过数值分析首先阐明同时附加位移和速度相关型阻尼的设计思想以后,介绍了基于等效线性化理论和减震性能曲线的消能结构设计方法,并利用此方法研究了结构同时附加金属阻尼器和黏滞阻尼器的消能减震结构设计方法.结果表明,该结构减震效果比仅附加金属或仅附加黏滞阻尼结构的减震效果要好.     

粘滞流体阻尼器用于建筑结构的减震设计原理与方法

研究了粘滞流体阻尼器用于建筑结构消能减震设计的原理、分析方法。包括阻尼器的设置、消能支撑的型式、支撑钢杆的设计、抗震设防目标、消能减震建筑结构的特点。给出了消能减震结构的附加水平控制力、附加有效阻尼比、地震影响系数、阻尼矩阵的计算方法;介绍了振型分解反应谱法和直接动力时程分析法的设计计算要点。最后给出了采用粘滞流体阻尼器进行消能减震设计的实用设计步骤。     

某医技楼消能减震设计及非线性分析

上海某医院医技综合楼项目为高层框架-剪力墙结构,采用了墙板式软钢位移型阻尼器的消能减震设计方案。为研究该方案的减震效果,利用ETABS、PKPM-SAUSAGE两种有限元软件对结构进行多遇地震和罕遇地震下的非线性时程分析,分析结果表明:PKPM、YJK等常规设计软件中等效支撑+附加阻尼比能够有效地模拟阻尼器的作用;通用有限元分析模型中非线性连接单元能有效地模拟阻尼器的作用;软钢位移型阻尼器在小震下开始屈服耗能并为结构提供附加阻尼比,采用规范法和能量法两种方法计算,计算结果表明,阻尼器能够为该高层框架-剪力墙结构提供1%的附加阻尼比;罕遇地震下,阻尼器充分耗能,且所有阻尼变形均不超过产品限值;采用消能减震方案后,结构抗震性能有了较大提高。     

上海世茂国际广场裙房结构减震加固设计

主要介绍上海世茂国际广场裙房改建设计思路及措施,并研究相邻结构消能减震加固设计方法。采取消能减震加固设计方法,通过更替部分主楼与裙房之间的阻尼器及在裙房内新增黏滞阻尼墙的做法,将减震后的结构地震响应降低至原设计地震响应水平,从而避免抗侧力构件的加固。针对阻尼器连接的相邻结构附加阻尼比无法估算的特点,提出相邻结构减震加固目标测算法,测算裙房的等效附加阻尼比。结果表明,减震分析得出阻尼器对裙房的减震效果明显,达到了减震间接加固的效果。     

高层消能减震钢框架结构最佳阻尼量分析

通过对分别设置金属和黏滞阻尼器的消能减震钢框架结构在两条地震波作用下进行弹塑性时程分析,研究结构的最佳阻尼量。考虑到杆系模型地震响应分析耗费大量时间,先将高层钢框架结构利用静力弹塑性分析方法简化为多质点层模型体系再对其进行分析。设置于各层的金属阻尼器屈服强度与原结构层屈服强度之比设定为λ,对λ=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5这6种算例模型进行地震响应时程分析,对比其地震响应值,得出λ=0.3时所设置的金属阻尼器的阻尼量为该结构的最佳阻尼。同理,设置于各层的黏滞阻尼器阻尼系数与原结构层黏滞阻尼系数之比设定为γ,对γ=0,30,50,70,100,120这6种算例模型进行地震响应时程分析,对比其地震响应值,得出γ=100时所设置的黏滞阻尼器的阻尼量为最佳阻尼。研究结果为消能减震结构设计提供参考。     

粘性消能器Voigt计算模型分析与研究

附加粘性消能器的消能减震结构可由原结构的抗侧刚度和消能器的阻尼系数并联的Voigt模型表示,其中原结构为未加粘性消能器的结构。本文根据Voigt模型的受力特点,推导出附加粘性消能器的消能减震结构在外力作用下的力与位移关系式,由此绘制出结构的滞回曲线。根据推导出的阻尼比的计算公式得到阻尼比在滞回曲线中的几何意义,并分析出原结构的抗侧刚度、附加阻尼器的阻尼系数和外部干扰力的频率对Voigt计算模型滞回曲线的饱满度、形状变化趋势等的影响。结果表明,阻尼比几何意义为滞回曲线截距值的一半,阻尼系数越大、圆频率越大、原结构的抗侧刚度越小、阻尼比越大,滞回曲线越饱满,耗能能力越强,为附加粘性阻尼器的消能减震结构设计提供有益参考。     

高层钢框架结构附加屈曲约束支撑阻尼投放量的简易计算方法研究

依据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)建立24层空间钢框架结构,分别采用等效线性化理论、能量平衡以及倍数法的设计方法计算高层钢框架结构附加屈曲约束支撑的阻尼投放量,并采用Midas/Gen软件对附加阻尼的消能减震结构进行弹塑性时程分析,考察和比较以上三种理论方法确定阻尼量的过程和附加阻尼后结构的减震效果。结果表明:1采用等效线性化理论计算时,设定参数和使用公式较多且繁琐,耗费大量时间和精力;采用倍数法计算时,"最佳倍数"的确定需要反复试算多种工况,计算量较大;2采用能量法计算时,参数和公式少、力学概念清楚、原理易懂,且减震效果最好,故认为用此方法计算阻尼投放量既有效又简便。最后给出了能保证良好消能减震效果的有效弹性刚度比和屈服力比的参考范围,为消能减震结构设计提供依据。     

连梁金属阻尼器在通州绿地中心超高层中的应用

框架-核心筒结构是超高层建筑中常用的一种结构形式,介绍连梁式金属阻尼器消能减震技术在通州绿地中心超限高层框架-核心筒结构中的应用。在本工程中,连梁阻尼器在小震下就开始耗能为主体结构提供附加阻尼,本文通过计算分析给出小中震下的附加阻尼比,从而为结构优化及计算提供依据;采用PERFORM-3D软件进行大震弹塑性时程分析,其分析结果表明:连梁阻尼器在大震下也能起到很好的效果,子结构满足规范要求,整体结构具有良好的抗震性能。     

消能减震技术在结构抗震加固中的研究与应用进展

消能减震技术可为结构提供附加阻尼,消能减震装置在结构中充当保险丝功能,阻尼器为抗震第一道防线,其相对于传统抗震加固技术而言具有很大优势,主要有减震效果好,施工周期短,经济成本低等优点。介绍了消能减震的原理、消能阻尼器的类型和消能减震结构的设计方法,分析了消能减震技术在结构抗震加固中的设计思路、安装部位以及具体工程实例,对消能减震技术的前景进行了展望。