设置摩擦阻尼耗能框架结构地震反应分析

研究了设置摩擦阻尼器的框架结构的地震反应。针对带摩擦阻尼器框架结构的地震反应给出了状态方程,并进行了求解,由此研究了该框架结构在四种地震波作用下楼层最大位移和层间最大位移角,表明摩擦阻尼器对其所在楼层减震效果较显著,对其他楼层的减震效果影响不大,因而该阻尼器在结构中宜连续布置不宜间断。还针对各楼层摩擦阻尼器的阻尼力提出了经济分布方案,给出了该方案阻尼器阻尼力的调整公式。此外,提出了设置摩擦阻尼器框架结构地震作用的实用计算方法,在此基础上,对设置摩擦阻尼器框架结构的等效阻尼进行了分析。     

消能减震钢结构在竖向地震作用下的抗震性能分析

通过对某7层钢结构及其增设粘滞阻尼器结构进行数值分析,可得在竖向罕遇地震作用下粘滞阻尼器对钢结构有着显著的消能减震作用.较原钢结构,增设粘滞阻尼器钢结构的楼层位移有着11.3%的降幅,楼层层间位移降幅最大达16.4%,说明对于钢结构在实际工程设计中,其抗震性能的提高可以通过增设粘滞阻尼器来实现.     

基于层间平均位移比的粘滞阻尼器布置方法

为提升粘滞阻尼器的减震效果,减少计算量,提出1种以各层间平均位移比为目标函数的粘滞阻尼器优化布置方法。即将各楼层在正负方向的最大层位移的平均值作为各层的层位移,以此计算各层的层间位移,通过各层间位移的比例来布置、分配粘滞阻尼器。不同布置方案下,案例结构中的粘滞阻尼器的响应对比结果表明,本文的布置方案在取得良好减震效果的同时,计算更为简便;相比于以层间位移比为目标函数的布置方法,采用本文的布置方法,结构的最大层间位移最大减震率、最大层间速度最大减震率、最大层间加速度最大减震率分别提高了109%、485%和441%。     

大平台多塔楼结构的隔震减震控制

结合某实际工程,将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,形成大平台多塔楼新型隔震体系.为了进一步提高该新型隔震体系的抗震性能,在隔震层设置了液体粘滞阻尼器,探讨了这种大平台多塔楼结构隔震减震控制的效果.本文建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性,并基于广义Newm ark积分法编写了整个非线性隔震减震体系的仿真分析计算程序.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以同时减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.在隔震层附设粘滞阻尼器可进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.两种粘滞阻尼器的对比还表明非线性粘滞阻尼器比线性粘滞阻尼器理论上更合理,且更为有效.     

粘滞阻尼器对平面“L”形框架结构减震效果

不规则框架混凝土结构的延性较差,地震时除了产生平移振动,还会产生扭转振动,从而引起结构破坏.文中针对L形框架结构,考虑不规则建筑的偏心影响,双向输入El-centro地震波,以顶层最大位移、层间位移、周期比及位移比作为控制参数,分析粘滞阻尼器对其的作用效果,得出设置粘滞阻尼器后结构的减震效果明显,最大位移减小率为5.63%~15.69%,最大层间位移减小率为13.5%~50.2%.     

环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化

为了探究环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化,提出了结构阻尼器减震率灵敏度的概念,在MATLAB中以3种地震波作用下的混凝土框架结构为研究对象,计算结构在水平地震加速度激励下的位移时程响应,得出了每层结构对阻尼器的减震率灵敏度,以层间位移角不超限为优化目标,通过撤去减震率贡献较低楼层的阻尼器实现对阻尼器的位置优化,同时在相同条件下使用逐层布置法对受控结构进行环形剪切软钢阻尼器的位置优化。结果表明,文中优化效果与逐层布置法一致,证明了此方法的可行性,优化后结构各项位移均有明显的降低,其中最大层间位移角降低了72%,El-Centro波下的结构顶层52号节点位移降低了70.81%,Taft波下的优化布置方法明显优于逐层布置法。     

应用SMA-粘滞阻尼器的框架结构减震效果数值模拟分析

利用形状记忆合金(SMA)丝的超弹性滞回耗能能力和形状记忆效应与加载频率无明显关系的特点,设计了一种新型SMA-粘滞阻尼器,用ANSYS软件对一个五层钢筋混凝土框架结构进行分析,并研究在地震作用下结构的时程反应.通过模拟得出,SMA-粘滞阻尼器是一种有效的减震装置,将它应用于钢筋混凝土框架结构体系中,能够有效地的减小结构的位移、加速度的时程反应,使结构的地震响应明显降低.     

大震下四塔柔性连体超高层连廊减震控制

多塔连体结构体系中,其连廊和连廊与塔楼间连接形式一直是结构设计中的关键难点。以珠海横琴铁建广场大底盘四塔连体结构工程为背景,基于SAUSAGE软件平台,探究了在水平双向罕遇地震作用下,高度和动力特性相差较大的四个塔楼之间采用刚性连接和柔性连接并存的钢连廊结构的地震响应及阻尼器限位耗能减震效果。对整体模型进行动力弹塑性时程分析,在对采用滑动支座和速度型粘滞阻尼器连接的连廊阻尼器布置方案优化时发现,由于连廊的连接作用,体型和高度不一致且布置不对称的四个塔楼地震动力响应存在耦合作用,阻尼器的布置形式对连廊的减震效果有着不可忽略的影响,对同类工程中如何找到最优阻尼器布置方案有着一定的工程实用价值,供工程设计人员参考。     

粘滞耗能支撑框架弹塑性地震时程分析

利用粘滞阻尼器对工程结构进行减震是耗能减震方法中最有效的新型抗震技术之一。结构设计中通常是粘滞阻尼器与钢支撑串联形成粘滞耗能支撑，并将其附设于结构层框架柱之间。粘滞耗能支撑具有显著的耗能特性，可有效地减小建筑物的地震反应。本文结合一采用钢支撑进行抗震加固改造的工程实例，通过粘滞耗能支撑设计对原结构进行耗能减震研究，并进行了粘滞耗能支撑结构的弹塑性地震反应动力时程分析。     

粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析

介绍了基础隔震结构能量设计方法原理。运用有限元分析软件ANSYS建立了5层3跨框架结构模型,对比分析了基础固定结构、基础隔震结构和粘滞耗能组合隔震结构地震反应。结果表明,基础隔震结构的地震反应显著小于基础固定结构,隔震结构层间位移集中于隔震层。在隔震层加设粘滞阻尼装置后,上部结构减震效果与未加设阻尼器隔震结构相近,而隔震层位移显著减小。     

非线性TMD对超高层结构减震效果影响分析

当前的减震技术主要集中应用在基础隔振和消能减震体系中,有较好效果但使用条件也受限制。结合橡胶支座基础隔震和调谐质量阻尼器的研究成果,提出了在超高层结构中应用非线性"调谐质量阻尼器"的减震技术。同时利用有限元软件分析了不同地震作用下采用了非线性"TMD"减震技术和不采用减震技术的某高层结构的地震反应,发现了非线性TMD技术对超高层建筑具有明显的减震效果。该技术对超高层结构的减震具有参考价值。     

地震作用下独塔斜拉桥减震控制探析

以某独塔斜拉桥为例,研究其在3种不同减震措施下结构的不同反应,探析地震作用下最适用于该结构的减震措施,提出了单独使用铅芯橡胶支座、单独使用粘滞阻尼器以及混合减震装置3种不同的减震措施,并分别研究了3种不同装置的减震效果。研究结果表明,3种减震措施均能达到减震、耗能的效果,混合减震装置能进一步降低结构的地震响应,具体应用时,应根据实际情况进行分析。     

设置FVD框架结构的非线性地震反应控制研究

根据粘弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自的特点,设计出一种新型粘弹性-摩擦阻尼器(FVD)耗能装置．针对粘弹性材料的分数导数模型和摩擦单元的力-位移-滑移量的矩阵关系式,建立了FVD精确的有限元模型,推导了FVD单元刚度矩阵和控制力向量计算公式和求解方法;根据钢筋混凝土框架结构的非线性特性,建立了设置FVD非线性钢筋混凝土框架结构地震反应时程分析的控制方法．最后,应用本文方法,对设置FVD的非线性钢筋混凝土框架结构进行了在罕遇地震和多遇地震作用下的时程分析,并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论．     

框架结构施加弹簧阻尼器的抗震减振性能的实验研究

应用实验的方法研究了阻尼器对框架结构的抗震减振效果,采用试验模态分析的方法测试楼房框架结构相似模型的固有特性。分析模型在不同楼层施加弹簧阻尼器与未施加弹簧阻尼器的固有特性的变化情况;并利用水平振动台对楼房框架结构在施加弹簧阻尼器前后不同工况进行地震响应试验研究。结果表明,施加弹簧阻尼器后楼房框架结构的固有频率和振型变化很小;但会增加其模态阻尼比,从而降低了结构对地震激励的响应,达到结构抗震减振的目的,在较低层施加弹簧阻尼器比在较高层施加效果更明显。     

框架—带防屈曲支撑钢连梁筒体结构抗震性能分析

为分析框架—带防屈曲支撑钢连梁简体结构的抗震性能,以某框筒结构模型为例,其中简体部分分别采用了全部楼层为普通钢筋混凝土连梁、全部楼层设有普通钢桁架连梁、全部楼层设有带防屈曲支撑钢桁架连梁及局部侧移较大楼层设有带防屈曲支撑钢桁架连梁的4种方案,运用动力弹塑性时程分析方法,分析了4种方案在罕遇地震作用下的地震响应.计算结果表明,在全部楼层中设有带防屈曲支撑的钢桁架连梁方案与全部楼层均为普通钢筋混凝土连梁的方案和全部楼层设有普通钢桁架连梁的方案相比,结构的位移、速度、加速度以及底部总剪力都有不同程度的降低,只在局部侧移较大的楼层布置带防屈曲支撑钢桁架连梁方案与全楼层布置带防屈曲支撑钢桁架连梁方案相比,地震响应相差不大,也能起到较好的减震效果.     

大跨双层斜拉桥地震响应控制

以目前跨度最大的双层公路斜拉桥——闵浦大桥为例,基于Abaqus平台建立非线性动力分析模型,研究了非线性粘滞阻尼器、弹性/非弹性连接对该桥地震响应的减震控制效果.多组非线性时程分析研究表明:塔梁间的非线性粘滞阻尼器增大了下塔柱纵桥向弯矩和剪力,对上塔柱影响较小;阻尼指数一定的情况下,塔底纵桥向剪力和弯矩随阻尼系数的增加而增大.由于大跨斜拉桥的振动模态具有密集、低周期的特点,因而其地震响应受地震输入的影响较大;塔梁间增加弹性/非弹性连接会影响桥梁的纵漂振型,进而影响结构的地震响应,因此塔梁间增加弹性/非弹性连接的减震效果取决于输入地震特性以及塔梁间增加弹性/非弹性连接后的动力特性.文中提出采用非弹性连接参数的联合分布以分析其对地震响应的影响,非弹性的初始刚度和屈服位移联合作用对主梁地震响应的影响较为复杂,文中研究表明,其屈服位移对桥梁地震响应的影响较为明显.     

L形偏心框架结构混合减震分析

针对L形偏心框架结构平面不规则问题,通过在外围框架设置屈曲约束支撑与粘滞阻尼器,采用串联刚片模型建立了偏心结构平扭耦联动力方程,运用有限元方法构建某国家工程实验室三维模型,对比分析了结构的扭转周期比、扭转位移比、层间位移角、层剪力最大值,研究了屈曲约束支撑与粘滞阻尼器混合减震方法对L形偏心框架结构的减震效果。计算结果表明:屈曲约束支撑能较好地控制结构的扭转周期比、扭转位移比;而粘滞阻尼器能大幅度减小结构的层间位移角、层剪力最大值,减震效果明显。     

新型椭圆形开口金属阻尼器的工程应用分析

本文利用有限元软件ABAQUS对设置和未设置新型椭圆形开口金属阻尼器的五层钢框架结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究该新型椭圆形开口金属阻尼器对多层框架结构的减震控制效果.分析结果表明,设置了椭圆形开口金属阻尼器的结构在地震作用下的反应明显小于未设置阻尼器的结构,且结构主体可以基本保持在弹性范围内工作,说明该新型椭圆形开口金属阻尼器的减震性能良好.     

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。     

磁流变阻尼器半主动振动控制算法计算研究

建立了一栋20层磁流变阻尼器半主动控制的结构分析模型,并用Matlab语言编程求解。计算结果表明:半主动磁流变阻尼器控制对层间位移和楼层位移有较明显的减震效果,调整其参数指标fdmax可以达到目标减震效果。fdmax越大,层间位移以及楼层位移动力反应减震效率也越高。减震效率可达到25%~50%,且减震效率沿房屋高度分布均匀。半主动磁流变阻尼器控制Bang-Bang算法对楼层加速度减震效果较差,对加速度减震有要求的房屋可能不宜采用。