消能减震框架结构减震控制

针对高层消能减震框架结构的减震控制问题,根据工程经验以及不同的抗震思想,提出了顺序添加控制、最大层间位移控制和滞回耗能控制三种减震控制方法,并运用PERFORM-3D有限元软件对各种减震控制效应进行了弹塑性能量响应分析.结果表明,三种减震控制方法均可有效地将地震响应缩减到一定的范围内,实现了结构的震动控制;滞回耗能控制方法优于最大层间位移控制方法,而最大层间位移控制方法又优于顺序添加法;在结构横向及纵向空间较为复杂的情况下,采取滞回耗能控制方法更为科学合理.     

阻尼器在消能减震结构中的应用

介绍了在建筑结构中常用的两种阻尼器（液体粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器）的消能减震,利用时程分析法介绍了阻尼器在消能减震结构中的计算.包括这两种阻尼器的工作计算模型和工程应用实例。     

基于耗能构件的大悬挑钢结构消能减震性能分析

以某大悬挑钢结构为实例进行分析,将屈曲约束支撑、黏滞阻尼器等两种减震装置引入结构减震之中,运用SAP2000有限元分析软件建立减震模型。通过弹塑性时程分析方法对大悬挑钢结构进行消能减震分析,对多遇及罕遇地震作用下两种减震装置在不同布置形式、不同布置位置时的减震效果进行对比分析和探讨。结果表明：通过布置屈曲约束支撑或黏滞阻尼器,可以有效减小大悬挑钢结构在地震作用下的最大层间位移角,其中屈曲约束支撑在罕遇地震下减震效果更好。黏滞阻尼器在多遇地震下减震效果更好;在多遇和罕遇地震作用下,两种减震装置均在V型布置时减震效果最优,单斜撑次之。减震装置布置在结构下部耗能能力最强。综合分析表明,黏滞阻尼器在V型布置时在多遇地震作用下即可实现耗能,为结构提供较大附加阻尼,减震效果最好。     

现浇混凝土消能减震框架抗震性能试验研究

抵抗地震荷载时实现“强节点弱构件”的破坏模式是框架结构可发挥其良好抗震性能的前提条件,为确保“强节点弱构件”破坏模式的实现提出了加装扇形铅黏弹阻尼器（SLVD）保护节点区的消能减震技术方案。为研究加装SLVD对框架节点区的保护效果及对整体结构抗震性能的影响,设计并制作尺寸、材料及配筋完全相同的二层二跨普通现浇混凝土框架试件和加装SLVD的现浇混凝土消能减震框架试件各一榀。通过拟静力试验,对比分析两种框架的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能特性等变化情况。试验结果表明：普通现浇框架的节点区发生严重剪切破坏,现浇混凝土消能减震框架节点区没有发生严重破坏;SLVD起到良好的耗能保护作用,延缓并控制了节点核心区裂缝的出现与开展,减轻了整体结构的损伤;SLVD在框架中起到“耗能腋撑”作用,提高了框架结构的承载能力、抗侧刚度和耗能能力;加装SLVD改变了框架结构节点区附近的内力分布及传力路径,减小了传递到节点区的剪力与弯矩,但同时改变了梁柱构件的内力分布,在消能减震子结构设计时应予以考虑。节点区加装SLVD有利于框架结构“强节点弱构件”抗震设计理念的实现,现浇混凝土消能减震框架的抗震性能优于普通现浇混凝土框架。     

粘弹性阻尼器混凝土框架结构消能减震分析

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置,本文介绍了粘弹性阻尼器的构造样式及组成材料,建立三种不同阻尼器形式的框架结构,阐述消能支撑的减震工作原理,以时程分析法对装有三种不同形式粘弹性阻尼器框架结构的地震反应进行了分析,对比了中心支撑、偏心支撑与纯框架结构的顶点位移及加速度等.结果表明:设置粘弹性阻尼器中心支撑的混凝土框架结构消能减震效果明显.     

不规则消能减震结构的地震反应分析

本文运用有限元软件SAP2000,对不规则高层RC框架结构进行地震反应分析,分别计算原结构和布置粘弹性阻尼器的消能减展结构的自振周期、总位移、层间位移等,并进行对比分析。计算表明,消能减震结构在地震作用下总位移明显小于原结构的总位移,总位移降幅在50%-60%,层间剪力降幅在20%左右,从而达到明显的消能减震效果。     

转角位移型阻尼器性能研究与基于复杂电厂结构的工程应用分析

针对传统加固方案空间占有率大的缺点，本文提出了一种应用于梁-柱节点的新型转角位移型阻尼器，该阻尼器在保证耗能效果的同时最大可能满足建筑功能布置。其耗能原理是通过梁-柱夹角变化推动阻尼器内部的双曲线型金属棒发生弯曲变形，进而耗散地震能量。经有限元模拟和力学试验研究发现，该阻尼器拥有良好的耗能能力和塑性变形能力，即使在大变形下也不容易发生破坏，并且通过改变耗能棒数量可以直接调节阻尼器的性能参数，与工程设计运用相配合。为方便工程设计，提出了一种直线型布置的等效模型，理论推导了该阻尼器的等效模型物理参数计算方法，并用有限元模拟证实了等效模型的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果，将其与普通钢隅撑、黏弹性阻尼器分别设置在某一电厂结构中进行设计分析。计算结果表明，新型转角位移型阻尼器能够有效的降低结构响应，且减震效果优于隅撑与黏弹性阻尼器。     

罕遇地震下石化钢结构减震的关键影响因素

在强烈地震作用下,炼油厂的石化钢结构可能发生破坏,导致较大的经济损失,并易引发严重的次生灾害。为降低石化钢结构的地震风险,结合石化钢结构的特点,以某大型炼油厂重整装置反应器为例,建立有限元分析模型,设置黏滞阻尼器进行罕遇地震下的减震设计,并分析了阻尼器的设置位置、数量和阻尼参数等影响因素。研究结果表明,黏滞阻尼器所在楼层的层间剪力和层间位移角显著减小,布置在结构底部的减震效果优于布置在中、上部;随着阻尼器数量的增加,层间剪力和层间位移角都会随之减小,但减少幅度逐渐降低;阻尼系数对石化钢结构减震效果的影响大于阻尼指数,减震设计中宜优先调整阻尼系数以获得较好的抗震性能。     

消能减震建筑结构的计算分析

运用非线性规划中的复形法，对消能支撑框架结构中消能支撑的参数进行了优化，编制了适用性较好的计算机程序，并以一个6层钢筋混凝土框架作为算全,给出了在不同层间位移角限值下的优化结果。     

转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器（RMD）,该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性...     

黏滞阻尼器在某续建加固项目中的应用

对某续建加固项目进行了普通钢支撑方案和黏滞阻尼支撑方案的对比,给出了黏滞阻尼器的布置形式和设计参数,通过ETABS计算分析表明设置黏滞阻尼器能显著降低结构的地震响应,提高结构抗震性能,减小结构加固量。     

被动消能减震结构的抗风动力可靠度

利用虚拟激励法和Davenport脉动风速谱模型获得了具有非比例阻尼特征的消能减震结构在风荷载动力作用下的结构随机响应功率谱,利用首次跨越理论分析了消能减震结构在风荷载作用下的动力可靠度,算例表明消能装置可以提高结构的抗风可靠度,尤其在强风作用时效果更为明显.     

消能支撑框架减震结构的动力时程分析

框架减震结构具有调谐质量减震、基础隔震和阻尼耗能减震等多种减震方式。本文采用消能支撑构成框架减震结构。首先建立了框架减震结构的结构动力模型得出减震结构运动方程,然后运用有限元分析软件ANSYS进行地震反应的线性时程分析,比较框架消能结构和框架抗震结构响应,结果表明,消能减震结构方案有明显的减震效果。     

消能减震在基于性能的抗震设计中的研究

消能减震设计是基于性能抗震设计的一个实现手段,它是传统的抗震设计的深化,代表了未来抗震设计的发展方向.通过对结构体系的动力计算模型的分析,得出阻尼比对结构的影响至关重要,以简化的方法计算结构的等效阻尼比.通过算例,对钢筋混凝土规则框架进行基本性能目标与重要性能目标的消能减震时程分析.实例分析证明,安装阻尼器后的结构,位移、加速度和层间位移角明显减小,并从投资效益方面作了对比,说明消能减震技术具有较大的实用性.     

高层钢结构抗震消能体系的力学性能分析

通过对黏弹性阻尼器力学性能的分析,得到了黏弹性阻尼器在任意时刻的恢复力公式,根据引入的三段变刚度模型,推导了变刚度黏弹性支撑结构体系的各段相对位移表达式,将此黏弹性支撑应用于高层钢结构体系,通过有限元软件对此体系进行时程分析,结果表明,装有黏弹性阻尼器的结构体系消能性能显著。     

消能装置在相邻结构减震控制中的应用

在等效线性化的基础上,推导了消能装置连接的2单自由度相邻结构体系在金井清谱激励下的随机响应计算公式,研究了该减震体系的适用范围,认为该体系宜在子结构频率相差较大且地面运动的能量分布较为分散时采用;通过128个非线性时程分析的实例,对该结论进行了验证．同时考察了消能装置等效刚度和等效阻尼对减震效果的影响,得出结论:消能装置的等效刚度宜选择较小值,等效阻尼存在最优范围,并非越大越好．     

结构减震技术的研究与应用

从结构减震技术的概念出发，总结了近年来作者本人及国内外关于消能减震以及基础隔震技术的研究成果及应用概况，展望了结构减震技术的应用前景．     

基于性能的屈曲约束支撑与黏滞阻尼器组合减震结构设计方法

基于结构自振周期及阻尼比变化对结构地震作用的影响规律,推导屈曲约束支撑(BRB)与黏滞阻尼器(VD)组合减震结构单自由度体系位移降低率及地震剪力降低率计算公式,绘制组合减震结构在目标位移降低率及目标剪力降低率下的减震性能曲线,提出基于性能的组合消能减震设计方法,采用工程算例验证该设计方法的有效性,并提出组合减震设计方法...     

设置粘滞阻尼器的超高烟囱减震控制研究

根据悬挂式钢内筒烟囱结构的特点,提出了在烟囱结构止晃点处设置粘滞阻尼器的消能减震方法。采用有限元软件SAP2000分别建立了传统的烟囱结构模型和设置粘滞阻尼器的烟囱结构模型,进行了模态分析、多遇和罕遇地震作用下时程分析和地震反应谱分析。结果表明,提出的在各止晃点设置粘滞阻尼器的方法对烟囱结构具有较好的减震控制效果,烟囱结构的基底总剪力、平台层水平位移、混凝土外筒顶点位移和加速度均有明显减小。为同类超高烟囱抗震设计提供了一种新的消能减震设计方法。     

短肢剪力墙结构的减震分析

短肢剪力墙结构在我国的高层住宅楼已有广泛的应用,为了提高其整体抗震性能,在结构中附设粘滞阻尼器。文中对某一附设阻尼器的短肢剪力墙结构,通过SAP2000进行有限元建模,由时程分析法进行分析。通过算例比较,减震结构较原结构在抗震性能及经济性方面均有显著提高。