位移相关型消能器在高烈度区框架结构设计中的应用分析

位移相关型消能器可有效增加结构阻尼比,同时增加结构刚度,是高烈度地区一种有效被动抗震方法。本文以云南省某学校一框架结构教学楼为例,该项目同时采用了屈曲约束支撑及金属消能器(软钢剪切)两种位移相关型消能器,介绍分析了消能器设计设计流程、减震目标、分析方法及消能器模拟、延性系数等。弹性及弹塑性时程分析结果表明设置消能器形成了良好的抗震耗能机制,达到了预期的减震目标。     

软钢消能器在天津国际贸易中心C塔楼中的应用北大核心CSCD

探讨软钢消能器在超高层结构中的布置方法和原则,使软钢消能器发挥最佳的消能效果,达到安全、经济的要求。说明软钢消能器在超高层结构中的分析方法和步骤,充分了解消能减震结构抗震分析的流程和避免高估消能减震结构的有效总阻尼比。以天津国际贸易中心C塔楼为例,介绍软钢消能器在超高层建筑中应用的可行性和经济性。     

一种全域屈服型软钢阻尼器设计及性能模拟

设计了一种可用于预制装配式混凝土框架结构梁柱节点的梁柱节点软钢阻尼器,对其耗能元件进行形状优化设计,得到全域屈服型耗能元件,并采用有限元软件ABAQUS对全域屈服型耗能元件及梁柱节点软钢阻尼器进行数值模拟分析。研究结果表明:在外部荷载的作用下,全域屈服型耗能元件在其预设耗能段上各截面同时达到初始屈服,当荷载逐步增大时,各截面内部的屈服区域逐步增大,直至各截面达到全截面屈服,提高了材料的利用率;梁柱节点软钢阻尼器的弯矩-转角滞回曲线饱满,耗能性能优良,其耗能能力与全域屈服型耗能元件的尺寸及布置位置有关。     

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。     

框架-摇摆消能桁架减震体系抗震性能分析

提出了框架-摇摆消能桁架这一新型摇摆结构体系,摇摆消能桁架是由抗弯刚度较大的型钢或组合截面的立杆通过水平连杆和消能斜撑相连而成,消能桁架与框架主体采用铰结连接。利用通用有限元软件SAP2000对比分析了框架与摇摆消能桁架在不同地震强度影响下体系的弹塑性地震响应和层间变形特征,结果表明,摇摆消能桁架可以减轻结构地震响应,使结构各层层间变形趋于均匀。同时研究了耗能元件与主体结构在不同水平地震时耗散地震能量的性能,摇摆消能桁架可以在地震强度不大时就可以发挥耗能功能保护主体结构。研究结果表明,摇摆消能桁架在减轻震害保护建筑方面具有优势,具有一定应用前景。     

X形弱腹杆式延性桁框结构探讨

X形弱腹杆式延性桁框结构是一种新型抗震结构体系，针对该结构体系，推导消能段的受剪承载力，提出结构简化计算模型，并根据我国抗震设计准则给出确定X形弱腹杆截面和消能段长度的计算方法及构造要求。采用上述方法确定的消能段可以精确控制延性桁框结构的屈服时刻和破坏模式，并实现水平地震作用下各楼层同步屈服，充分耗能。最后采用有限元分析方法进行单向和循环加载分析与验证，结果表明：合理的消能段长度可以显著提高桁框结构的延性、耗能能力、承载能力和安全储备，抗震性能明显优于普通桁框结构；弱腹杆截面和消能段长度的计算方法具有较高的精度，可以在确保消能段耗能的前提下实现结构的优化设计。     

软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述

对软钢阻尼器消能减震结构进行了综述,包括国内外软钢阻尼器研究与应用状况,软钢阻尼器耗能减震结构体系的分析与设计方法及标准化发展,并提出了软钢阻尼器耗能减震技术有待进一步研究的若干问题。     

保山市人民医院高层住院楼消能减震分析与设计

对保山市人民医院高层住院楼的隔震与减震设计方案进行了分析比选,并介绍设置消能墙的减震设计方法。结果表明,在多遇地震下,结构层间变形较小,消能器处于弹性工作阶段,主要作用为给主体结构提供一定的附加刚度;在设防地震及罕遇地震下,结构层间变形较大,消能器先于主体结构发生屈服,从而进入弹塑性工作阶段,能利用软钢剪切变形耗散地震能量,从而降低结构的地震响应,提高结构的安全储备,同时具有较好的经济效益。     

剪切金属软钢阻尼器设计与试验研究

伴随着地区抗震等级的提高,在建建筑不得不进行加固,剪切金属软钢阻尼器的初始刚度大、耗能好和体积小的特点,可对在建建筑进行加固。分析剪切金属软阻尼器的构造形式及工作机理,加工了2组不同截面尺寸,每组3个试件的剪切金属软钢阻尼器,进行水平滞回试验,研究其水平滞回性能、疲劳性能和耗能性能。研究表明,剪切金属软钢阻尼器具有稳定的水平滞回性能、良好的疲劳性能和较好的耗能性能。     

抛物线外形软钢阻尼器试验研究

提出一种新型的具有抛物线外形的软钢阻尼器,该阻尼器具有全长截面同时屈服的特点,可充分发挥软钢的材料功效。根据力学相关理论,推导出了该阻尼器的外形设计公式。按公式设计了软钢阻尼器,对两组阻尼器进行了拟静力试验,试验结果表明：具有抛物线外形的软钢阻尼器能有效地避免应力集中,具有稳定的滞回性能和良好的塑性变形能力,是一种理想的耗能元件。最后,用有限元软件分析了加载过程中的应变分布及滞回性能,结果与理论和试验研究相一致,为进一步优化阻尼器参数提供了合理的有限元模型。     

消能减震及软钢阻尼器的研究与应用综述

以单自由度体系为例,从结构的力学和能量角度对比分析了传统结构和装有附加耗能装置结构之间的区别,从而得出消能减震结构的原理;从耗能材料、耗能机理、受力形式等不同的角度对各类阻尼器进行了简单的汇总和分类;总结了国内外几种典型的软钢阻尼器,如X形阻尼器、三角形阻尼器、中空菱形阻尼器、圆形阻尼器等,并对这几种软钢阻尼器的提出、发展、优化、几何构造、减震原理等方面做了简要说明;针对目前利用阻尼器耗能的消能减震结构仍存在的很多亟待解决的问题,提出了阻尼器研究中有待解决的若干问题和今后阻尼器设计时可采取的一些建议。结果表明:消能减震结构比传统结构在同样的地震力作用下增加了阻尼器耗能,使原结构的塑性变形耗能和滞回耗能需求减少,从而减轻了主体结构的损伤程度;软钢阻尼器因其构造简单、力学性能稳定、造价相对低廉、耗能效果显著等优点,研究和应用最为普遍;阻尼器设计中应考虑合理设置阻尼器平面形状,设置多个耗能元件及耗能机制,利用新材料新技术减少焊接连接,建立更准确的本构关系以及更完备的指导规范。     

新型组合耗能器耗能特性试验简介

正该试验使用的新型黏弹性.软钢剪切型组合耗能器是由高阻尼橡胶材料、低屈服点软钢板、盖板、连接钢板及加劲肋组成。该试验在同济大学静力试验室进行,采用SCHENCK作动器对该耗能器进行了渐增位移往复加载试验和固定位移往复加载试验,以测定该耗能器的基本性能和疲劳性能。试验的测量内容为组合耗能器加载过程中的阻尼力及位移,阻尼力和位移由作动器反馈给试验系统得到。     

软钢阻尼器的设计方法及工程应用研究

软钢阻尼器作为优异的消能减震元件,在现代结构的抗震设计中,具有越来越广泛的应用。基于软钢阻尼器的应用和研究现状,根据等值线性分析方法,探讨软钢阻尼器的工程设计方法,并将该方法应用于某商业广场项目塔楼结构的减震设计分析。该塔楼高度为118.9m,框架-核心筒结构,临近地铁,在结构设计分析中,需在保证结构具有足够的承载力和良好的经济性能的前提下,对构件截面进行优化,使结构自重减轻,减少结构沉降对地铁隧道产生的不利影响。通过布置软钢阻尼器并对结构抗震性能进行对比分析,研究结果表明:布置阻尼器的结构,构件截面得到明显优化,结构总重降低,满足设计要求,结构的承载力性能与未布置软钢阻尼,未进行构件截面优化的结构保持在相同水准,同时,阻尼器的布置使得结构软钢阻尼器可延迟主体结构进入弹塑性阶段,提高结构在罕遇地震下的抗震性能。     

软钢支撑耗能器的研制和有限元分析

本文在吸取国内外学者有关研究的基础上,开发研制了一种新型的耗能器--软钢支撑式阻尼器.这种耗能器的优点是耗能区域明确,受拉和受压均能实现承载全截面屈服,本文采用Ansys软件中Solid单元对该耗能器的滞回性能和屈曲性能进行分析.研究结果表明,该耗能器耗能能力强,且变形主要集中在预设的工作区域内.     

偏心支撑框架新型消能连梁腹板可更换研究

偏心支撑框架兼具纯框架延性好和中心支撑框架强度刚度高的优点,强震作用下结构的塑性变形主要集中在消能连梁,而其余部位保持在弹性阶段。结构中消能连梁的翼缘常与楼层板相连,会给消能连梁的更换带来困难。为此,提出将剪切型消能连梁的腹板移出,然后将腹板两端焊接端板,通过螺栓重新组成可更换新型消能连梁。该新型连梁主要由上、下翼缘板和可更换新型腹板组成。通过理论推导给出了可更换消能连梁弹性刚度、屈服承载力和剪切屈服型临界长度等关键参数的解析计算式,并通过有限元确认其准确性。此外,有限元分析也表明可更换消能连梁滞回曲线饱满稳定,耗能能力强,当连梁剪切变形逐渐增大时,新型腹板首先发生剪切屈服,然后发生全截面屈服,而上、下翼缘只有端部表面进入屈服,其余部分保持在弹性阶段,实现了消能连梁的主要损伤集中在新型可更换腹板上。     

软钢阻尼器在建筑工程中的应用

本文主要介绍了软钢阻尼器在实际工程中的应用,基于软钢阻尼器的力学特性,对软钢阻尼器消能、减震性能的分析。并提出了软钢阻尼器耗能、减震技术有待进一步研究的相关问题。     

组合型式消能器在高烈度区养老建筑的设计应用

某项目为高烈度区多层钢结构框架体系,结构平面严重不规则,属于乙类建筑,采用屈曲约束支撑(BRB)+粘滞阻尼器的组合型式消能器。基于YJK、SPA2000软件对结构进行中震作用下的弹性分析,运用SAP2000软件对结构进行大震作用下的弹塑性分析,计算结果表明：组合型式的消能减震器布置在高烈度区能很好地提供结构的刚度和达到良好的耗能效果,且BRB阻尼器基本进入塑性,粘滞阻尼器的滞回曲线比较饱满,两者均发挥了良好的耗能能力。结构在采用了组合型式消能器后,具有了良好的抗震耗能机制,满足了结构设计预设的性能目标。     

软钢阻尼器剪切刚度理论计算与数值模拟

提出一种考虑剪切变形的深梁模型和开孔板软钢阻尼器的截面简化方式,在此基础上推导出弹性剪切刚度的理论计算公式; 考虑不同开孔率及钢板厚度,采用ABAQUS通用有限元软件对开圆孔、椭圆孔、弧形边3种开孔形式的23组软钢阻尼器试件进行数值模拟,并与理论计算结果对比; 探讨了平面内双向开孔率、钢板厚度对软钢阻尼器弹塑性阶段剪切刚度退化的影响。结果表明:理论推导结果与数值模拟结果吻合良好,其中15组试件计算相对误差在10%以内,最大相对误差为23%,平均相对误差为7.5%,说明提出的计算模型与简化方法比较合理; 在开孔板软钢阻尼器受剪切作用的弹塑性阶段,通过数值模拟发现,随着垂直于受力方向开孔率的增大,构件的剪切刚度退化速度呈下降趋势,即受力过程中瞬时刚度与初始刚度的比值整体上与垂直于受力方向的开孔率呈正相关; 随着平行于受力方向开孔率的增大,试件剪切刚度的退化速度呈先下降后上升趋势; 钢板厚度对剪切刚度退化速度的扰动较小,厚度越大,构件剪切刚度退化速度略有降低。     

克服薄膜效应的新型分阶段耗能器性能研究

薄膜效应一直是钢板屈服耗能器值得注意的问题,却往往被设计者们忽视。本文首先通过理论分析、有限元软件模拟相结合的方法,论证了其对弯曲型耗能器会产生不容忽视的影响。在此基础上,又基于经典的弯曲型软钢阻尼器,提出一种新型的双X型软钢耗能器,此耗能器不仅能够克服常规弯曲型耗能器会产生的薄膜效应,还能通过采用不同材质的耗能钢板达到分阶段耗能。通过ABAQUS对该新型耗能器进行仿真模拟,对其耗能机理、力学性能、耗能性能进行分析研究。结果表明:此新型耗能器滞回曲线规则饱满,分阶段效果良好且性能稳定,有一定的实用价值和应用前景。     

提高连肢墙抗震性能的连梁耗能构件关键技术

鉴于连肢剪力墙结构破坏机理及连梁在连肢剪力墙结构中的特殊作用,提出采用耗能减震方法提高罕遇地震作用下剪力墙结构性能的抗震设计思想,并设计出一种实用的新型软钢耗能构件及其代替或附加于连梁上的构造方案,以提高剪力墙结构的抗震性能.动力弹塑性计算结果表明,该新型软钢耗能构件耗能效果良好,罕遇地震作用下剪力墙的抗倒塌性能得以提高.