基于黏滞阻尼器的建筑结构减震研究

减隔震技术是通过引入隔震系统或阻尼装置以降低结构地震反应。本文首先简要介绍常见的阻尼器在建筑结构中的发展研究现状,然后进一步对常用的黏滞阻尼器的减震机理及力学模型进行合理的论述,分析了黏滞阻尼器在建筑结构抗震应用中的影响因素,并结合实际算例,对某建筑结构进行基于黏滞阻尼器的减震分析,研究得到合理布置黏滞阻尼器对结构的层间位移角控制明显,可防止普通结构在地震中的倒塌。本文研究可为黏滞阻尼器在建筑结构抗震中的推广应用提供参考。     

基于遗传算法的黏滞液体阻尼器优化布置研究

介绍了黏滞液体阻尼器的计算模型和遗传算法的基本原理,基于改善建筑结构的抗震效果提出了一种实现阻尼器个数和位置优化的目标函数,利用MATLAB分别对低层、中高层和高层3种建筑结构的黏滞液体阻尼优化布置进行数值分析.结果表明:通过编制目标函数程序得出的阻尼器布置方案可以有效提高建筑结构的抗震性能,通过选择目标函数系数可以同时解决黏滞液体阻尼器位置和工程造价成本即阻尼器数量的问题.     

附加黏滞和黏弹阻尼器的结构减震分析

为了更好地减少建筑结构的地震响应,研究将黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器结合附加到建筑结构中。以9层钢筋混凝土框架结构工程为例,首先利用PKPM软件和ETABS软件建立了4种模型,振型对比分析发现:PKPM模型(无控结构)与ETABS模型a(无控结构)、模型b(附加黏滞阻尼器)和模型c(附加黏弹性阻尼器)的最大振型差分别为8%、7%和13%。结果说明:ETABS软件可取得较精确的结果,附加黏滞阻尼器后或黏弹性阻尼器后,结构的自振周期都有一定缩短,尤其是后者的作用效果更明显。再利用ETABS软件建立了5种模型,输入地震波后,对其层间最大位移角和最大位移进行对比分析,发现:较模型1(无控结构)而言,模型2(单独设置黏滞阻尼器)、模型3(单独设黏弹性阻尼器)、模型4(上层布置黏弹阻尼器结合下层布置黏滞阻尼器)和模型5(上层布置黏滞阻尼器结合下层布置黏弹阻尼器)的最大位移角分别减少了27. 2%、25. 7%、34. 7%和31. 8%,其最大位移分别减少了25. 3%、19. 0%、35. 4%和33. 2%,结果说明模型4的抗震性能最好,能达到有效的减震目的。     

附加黏滞阻尼器的框架结构地震响应分析

考虑到地震动具有随机性,利用平稳过滤白噪声地震动模型,首先建立黏滞阻尼结构的动力方程,运用虚拟激励法将平稳随机地震激励转化为简谐振动分析,求解黏滞阻尼结构在随机地震作用下的响应,然后通过选用相同数量的阻尼器在最大层间位移处集中布置、循环布置、权数布置三种布置方案,对比分析布置前后结构的地震反应,得出最优的黏滞阻尼器空间位置布置方案。由此可知黏滞阻尼器具有明显的减震效果,得到的黏滞阻尼器布置建议对抗震设计和加固具有参考意义,同时使用虚拟激励法能高效快捷的求出结构的随机响应。     

超高层建筑结构风振响应及控制

文章以某超高层建筑为工程背景,利用Etabs9.7软件模拟了该层结构所受的脉动风速过程,进行了不同风压影响下的风振响应分析,模拟了5种非线性黏滞阻尼器的振动控制方案,并对不同方案的减振效果做出了对比分析.研究结果表明,该工程减振方案所用的黏滞流体阻尼器性能稳定,可以有效降低结构风致振动响应,结构顶点位移和加速度响应的降...     

减隔震装置在飘浮体系斜拉桥纵桥向的应用

以某双塔飘浮体系斜拉桥为工程背景,对比分析了拉索限位器和黏滞阻尼器两种减隔震装置在飘浮体系斜拉桥纵桥向的减震特点,并进一步探讨了拉索限位器和黏滞阻尼器联合使用方式对飘浮体系斜拉桥纵桥向地震响应的影响.结果表明:拉索限位器同黏滞阻尼器相比,可以更有效地控制结构位移,而黏滞阻尼器在内力控制上具有一定的优越性;联合使用方式有助于发挥各自的优势,达到拉索限位器控制梁端位移、黏滞阻尼器改善塔底受力的理想状况,是一种更为经济有效的减震措施,且在脉冲型地震动作用下同样具有良好的减震效果.     

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.     

苏通大桥主桥结构体系研究

苏通大桥主跨1 088 m,是目前世界上最大跨径的斜拉桥。大桥桥位处建设条件复杂,抗震和抗风要求高,选择合理的桥梁结构体系是保证结构安全和功能的关键。介绍了苏通大桥结构体系的比选过程,比较了全飘浮、黏滞阻尼器、液压缓冲器和塔梁固接4种体系,重点分析对比了不同参数下黏滞阻尼器和液压缓冲器的结构响应,首次提出了用于桥梁的带有附加限位功能的特大型液体黏滞阻尼器,对阻尼器的设计参数进行了分析研究,并在苏通大桥上实现了这一新型装置。     

黏滞与金属阻尼器协同工作于加固工程的减震性能研究

文章基于现有黏滞阻尼器和金属阻尼器的研究,以安徽某住院门诊楼实际加固项目为研究对象,提出单独布置黏滞阻尼器、单独布置金属阻尼器、混合布置黏滞与金属阻尼器的3种加固方案;开展各方案在多遇和罕遇地震下的动力时程分析,综合减震前后层间位移、最大加速度等参数,研究黏滞阻尼器和金属阻尼器协同工作减震性能的优劣;基于协同工作方案进一步分析加固后的能量耗散情况以及阻尼器滞回曲线,研究其在实际工程中的具体减震效果。结果表明：2种阻尼器同时应用于加固工程时,合理的混合布置方案对结构的减震效果有显著提升,并且可以利用2种阻尼器的耗能特性实现分阶段耗能,耗能表现优异。     

缸式黏滞阻尼器力学性能的理论与试验研究

简述缸式黏滞阻尼器的结构和力学分析模型;基于幂律流体理论对双出杆黏滞阻尼器的阻尼系数与设计参数的关系进行分析,推导出幂律流体模型的计算阻尼系数表达式;利用MTS对其进行力学性能试验研究,试验结果与计算结果吻合;提出黏滞阻尼器的力学性能试验分析设计与方法。     

粘滞阻尼器加固的某RC框架结构抗震性能分析及优化设计

针对不满足抗震鉴定标准要求的某钢筋混凝土框架结构,采用粘滞阻尼器对其进行加固,首先选取阻尼器数量相同但布置不同的4种加固方案,对比分析加固前后结构抗震性能的变化,得出最优的粘滞阻尼器空间布置方案.在此基础上,对粘滞阻尼器的数量和技术参数进行调整,通过对比结构的抗震变形,以满足规范变形要求和造价最低为目标,确定了经济合理的加固方案,得到了关于粘滞阻尼器的布置原则和建议,得到的结论对同类工程的设计和加固具有参考意义.     

楼盖体系的初步对比设计对建筑方案的影响

结合巨浪牧场文体活动中心局部楼盖方案设计,给出了井子梁楼盖结构、预应力主梁楼盖结构和预应力梁板楼盖结构三种方案和具体设计过程,进行了三种方案室内净高、工程造价和施工工期分析,给出具体的数据对比,建议结构设计者选取预应力主梁楼盖结构体系,初步设计为建筑方案的提出提供有力支持,可缩短建筑和结构之间的反复协调与修改,同时可为同类工程的方案选取和设计提供借鉴。     

速度型减震技术在抗震水准提高的改造工程中的应用

福州琅岐岛某酒店公寓楼改造为中学宿舍,抗震设防类别由标准设防(丙类)提升为重点设防类(乙类),采用黏滞阻尼器对其进行抗震加固.对加设黏滞阻尼器模型和传统加固模型进行了罕遇地震下的抗震验算,对结构层间位移角、楼层位移、楼层剪力、地震输入能量分布和结构构件损伤等进行抗震性能分析,以及经济性对比.采用黏滞阻尼器进行抗震加固能有效将位移控制在2～3倍的弹性层间位移角限值,大幅提高结构抗震超强能力,替代主体结构构件耗散50%～60%地震能量,减轻结构构件的损伤.加设阻尼器加固后的结构抗震性能明显优于传统的抗震加固方式,且大幅降低结构在改造加固中的工程造价(降低约30%),可作为类似工程的参考.     

位移与速度型消能器在某不规则建筑结构抗震设计中的混合应用

 某工程为细腰不规则超限结构, 选择纯框架结构, 扭转周期比和层间位移角均不满足规范要求。考虑到建筑外立面效果, 不能在外立面布置剪力墙, 同时在不影响建筑使用功能的前提下, 也没有合适的位置布置全部钢支撑。因此, 经方案比选采用了附加黏滞流体阻尼器和屈曲约束支撑的消能减震结构方案。运用ETABS 结构分析软件, 建立三维有限元模型, 采用振型分解反应谱法对无控结构、附加黏滞流体阻尼器结构和同时附加黏滞流体阻尼器及屈曲约束支撑结构进行计算分析, 对比分析了3 种结构的动力特性和地震反应。最后, 采用时程分析法对振型分解反应谱法进行了补充计算。结果表明, 黏滞流体阻尼器降低了结构的地震反应, 而屈曲约束支撑降低结构地震反应的同时增加了结构刚度, 有效控制了结构的扭转效应。     

相邻结构减震优化分析

利用阻尼器连接相邻结构可减小结构地震反应,阻尼器参数的确定是减震设计的关键。根据随机振动理论,在白噪声激励下,以相邻结构的自振频率比、质量比为参数,推导了结构位移反应均方值与连接阻尼参数的关系式,分析了相邻结构的地震反应与频率比、质量比以及连接阻尼比的变化规律,从而得到了连接阻尼器的优化设计参数。最后在El Centro波、Taft波及人工波激励下,对比分析了某相邻10层建筑结构有连接和无连接时的地震反应,结果表明粘滞阻尼器连接相邻结构具有较好的减震效果。本文分析方法可供相邻结构减震设计参考。     

基于SMA阻尼器的输电塔风振控制

 根据SMA 阻尼器的工作原理和输电塔的振动特性,提出应用SMA 阻尼器对输电塔风致振动进行控制。应用有限元软件建立输电塔和阻尼器的有限元模型,基于Matlab 软件,采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本;应用能量法计算所需阻尼器数量,根据阻尼器的工作原理和输电塔结构特点设计不同的阻尼器布置方案;对不同方案进行结构风致振动瞬态响应仿真,提取各方案控制点位移和加速度时间历程进行比较分析。模拟了多种风荷载,进一步对各方案的控制效果进行了对比分析。结果表明:SMA 阻尼器对输电塔风振控制效果较好;将阻尼器布置在塔头上,可有效控制塔顶位移,减振率在28%以上;在塔身上布置阻尼器,可有效控制塔顶加速度,减振率在66%以上。通过综合比较,选出了阻尼器的最佳布置方案。     

南京新鸿基超高层项目两种结构方案的经济性分析

比较了新鸿基CBD项目的两种混合结构方案。该项目写字楼高度约251.9 m,采用框架-核心筒混合结构。部分外框架柱内倾,高区核心筒角部缺失,楼盖可采用钢梁或型钢梁。通过这两种楼盖方案抗的比较得到以下结论:型钢梁在抗震、造价和后期维护方面占优,钢梁在工期上有优势。目前超高层普遍采用混合结构方案,很多分析工作都集中在这两类楼盖梁的比较上。研究对混合结构楼盖的选择有参考价值。     

工程结构粘滞流体阻尼器减振新技术及其应用

介绍了结构控制和消能减振技术的减振机理和减振设计方法，对不同结构构造的粘滞流体阻尼器的耗能原理进行了研究，研制出了一种性能稳定的双出杆型工程结构减振粘滞流体阻尼器，研究表明，研制的粘滞流体阻尼器是一种无刚度的速度相关型阻尼器，阻尼器的阻尼力与活塞的运动速度近似呈线性关系，对一栋顶部设置有钢塔的高层建筑实施了减振控制，计算结果表明，流体阻尼器可有效地降低结构在强震和大风下的振动反应，是一种性能良好的消能减振装置。     

连接相邻结构的黏滞流体阻尼器性能研究

对近断层地震作用下连接相邻结构的非线性黏滞流体阻尼器的控制效果和性能进行了研究.根据阻尼器布置位置的不同共定义了3种分析工况.首先确定了各工况耦联结构耗能体系的动力响应;其次通过参数化研究得到了各工况中阻尼器的优化阻尼系数;最后基于阻尼器的最大输出力和最大冲程,对阻尼器的性能进行了详细的评价.研究表明：不同布置方式下阻尼器的优化阻尼系数大致相同;目前的技术条件可以满足不同布置方式下所需阻尼器的最大输出力和最大冲程.     

磁流变阻尼结构模糊控制器的设计与分析

对3种采用不同隶属函数和模糊规则的模糊控制器进行了比较分析,即分别比较分析了采用相同模糊规则和不同隶属函数时隶属函数设计对动力反应的影响,及采用相同隶属函数和不同模糊规则时模糊规则设计对动力反应的影响.并对一装有磁流变阻尼器的5层结构分别采用不同模糊控制器进行了实例分析,结果表明:磁流变阻尼器输出大控制力并不能同时有效减小系统的位移和加速度反应,因此在模糊控制器隶属函数和模糊规则的设计中必须权衡系统的位移和加速度反应,以达到最佳减震控制效果.