浅谈消能减震结构

阐述了消能减震设计的适用范围,介绍了工程结构消能减震体系的基本原理和消能减震设计的基本方法,探讨了消能器的选择、数量确定、布置及其消能减震效果。     

消能减震结构附加金属消能器的简化设计方法

金属消能器因其构造简单、施工方便、造价低廉、性能稳定以及便于更换等特点而在工程抗震领域中得到广泛应用,然而对于其应用于结构减震中的设计方法目前仍存在许多问题.针对附加金属消能器减震结构提出一种简化设计方法,该方法假定金属消能器在小震下仅提供附加刚度(即忽略其附加阻尼影响),在中震下基于附加有效刚度的影响来考虑附加阻尼的作用,由此以"小震下基于附加刚度设计、中震下基于附加阻尼设计"为设计理念,并从主体结构与附加消能部件分开设计的思路出发给出具体的设计流程及消能器支撑参数配置公式.最后,通过工程案例分析来证明其可行性及有效性,结果表明该简化设计方法可以契合现行抗震设计规范,并用于结构附加金属消能器的减震设计,以取得良好的减震控制效果.     

简易消能减震砌体结构模型振动台试验

针对村镇量大面广的砌体结构,提出了一种简易消能减震技术,并对该技术进行了1∶4模型振动台试验,结果表明:该技术可使结构在小震作用下,不发生需要修复的破坏,能保证房屋正常使用功能要求;输入台面峰值加速度0.225g,相当于原型房屋的地面峰值加速度0.15g(7.5度中震),消能减震部位发挥作用,有效减轻砌体结构在大震下的损伤;当输入台面峰值加速度0.6g,相当于原型房屋的地面峰值加速度0.4g(8度大震),消能减震部位破坏严重,但结构仍未倒塌。     

带破损安全层消能减震结构耗能分析

阐述了破损安全与消能减震的基本原理与发展现状,基于结构抗震的能量分析方法,分析带破损安全层消能减震结构耗能情况.采用破损安全与消能减震理论相结合的方法来大量耗散地震能量,提高结构抗震能力.利用SAP2000软件,分别建立模型进行抗震性能分析.结果表明:从抗震性能与经济性综合考虑,双柱框架消能减震结构性能优越,可以有效降...     

基于自适应扩展卡尔曼滤波的 消能减震结构及附加阻尼力识别

针对消能减震结构中阻尼器提供的阻尼力难以直接测量,对其性能及状态进行评估较为困难的问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的结构参数及未知激励识别方法,并将其应用于消能减震结构的阻尼器特性识别. 当阻尼器结构模型已知时,该方法可对阻尼器参数进行识别;当阻尼器结构模型未知时,阻尼器对结构提供的附加阻尼力可视为结构所受附加未知激励,同样也可由该方法进行识别. 采用一个多层剪切框架结构和一个多层加装阻尼器的消能减震结构作为数值算例,并采用一个单层加装阻尼器的剪切框架结构作为试验算例,验证了所提出的方法的有效性和可行性. 所提出方法可为消能减震结构中阻尼器的特性识别及性能评估提供更多的依据.     

阻尼器在消能减震结构中的应用

当前科学技术突飞猛进,越来越多的抗震、减震结构中都运用了消能减震技术。笔者对阻尼器在建筑土木中的应用情况进行了阐述,其中包括阻尼器本身的耗能原理、类型以及结构组成,另外还有此领域所取得的丰硕成果以及发展动向。     

结构抗震与减震加固方法的应用

目前,结构抗震加固已成为我国建筑物加固的一项主要工作。本文从结构抗震与减震加固原理出发,总结和介绍了各种抗震减震加固方法和技术,论述了各种加固技术的特点,并重点消能减震与隔震减震加固方法,供工程设计人员参考。首都体育馆是08年北京奥运会的改扩建项目之一,存在着较严重的抗震安全问题,须进行抗震减震加固改造。以此为背景哈尔滨工业大学提出了以减震加固为主,抗震加固为辅的改建方案。     

预制装配式消能减震复合墙板的 设计方法

对提出的通过钢板弯曲变形耗能的新型预制装配式消能减震墙板(MDW)性能进行了研究,给出了其设计方法,推导出了MDW的弹性刚度、屈服位移和屈服力的计算公式.采用有限元分析软件对MDW进行分析,在验证模型正确的基础上,对不同数量、不同尺寸的钢板及不同墙板尺寸的9组模型进行了数值仿真分析,将分析结果与设计结果进行对比.结果表明:弹性刚度的理论值与有限元分析结果较为接近,偏差在20%以内,当比例系数α为1～2时,屈服力和屈服位移的理论值与有限元分析结果吻合较好;增加耗能钢板的高度、厚度和数量,可以提高MDW的初始刚度和屈服力,墙板尺寸对弹性刚度影响较小,基于以上分析结果,为MDW的设计提供理论依据.     

框架-核心筒结构消能减震优化布置方法

框架-核心筒结构多为弯剪型或剪弯型结构,常用的反映层间变形的参数层间位移角或有害位移角不能很准确地反映结构局部变形特征.本文将常见的框架-核心筒结构形式划分为不同的平面区格,引入广义剪切变形,探讨不同区格广义剪切变形的变化规律及相互关系.本文提出了一种区格广义剪切变形简便计算方法,据此讨论了框架-核心筒结构优化布置金属消能器的问题.最后以实际工程为例,应用反应谱法和非线性时程分析法,分析了金属消能器布置在不同区格的减震方案对结构的减震效果,得到了金属消能器布置在核心筒与框架柱之间区格的方案的效果优于将其布置在外围框架柱之间区格的方案.因此,可为高层框架-核心筒结构消能减震设计提供一定的借鉴.     

罕遇地震下消能减震楼梯框架结构抗震性能研究

采用PERFORM-3D软件分别对设置消能减震楼梯、滑动楼梯和普通楼梯的框架结构进行罕遇地震下的地震反应分析.结果表明:1消能减震楼梯削弱梯板在顺梯板方向的等效强支撑效应;2与普通楼梯结构相比,消能减震楼梯结构X向楼层剪力减小,层间位移角和顶点位移相差不大;Y向楼层剪力、层间位移角和顶点位移均减小.与滑动楼梯结构相比,消能减震楼梯结构X向楼层剪力相差不大,层间位移角和顶点位移减小;Y向楼层剪力除底层外,其余楼层基本相同,层间位移角和顶点位移减小;3消能减震楼梯结构楼梯间构件损伤程度小于普通楼梯结构和滑动楼梯结构.     

利用Matlab和锤击法的线性结构阻尼试验

首先介绍了线性粘滞阻尼的理论模型,以及使用锤击法进行模型试验推断结构阻尼的装置构成、试验过程和粘滞阻尼推算的一般方法,论述了利用Matlab工具软件进行阻尼推算的主要命令和精度控制原则．筒述了粘滞阻尼与滞变阻尼模型之间的联系和对应关系,作为结构振动控制元件在强震下阻尼推算的理论基础．     

粘弹性消能支撑的试验研究

对空框架以及附加单向斜撑、小八字撑、小八字曲拐撑的4种结构进行自由振动试验和正弦稳态激振试验,比较这4种消能支撑的消能能力.在正弦稳态激振试验中,分别对这4种结构施加不同的柱端位移,测试其在不同频率下框架及阻尼器的力-位移滞回曲线,并进行比较分析.结果表明:附加粘弹性消能支撑后,结构整体刚度改变不大,阻尼有所增大;框架结构本身的消能能力有限;与单向斜撑和小八字撑相比,小八字曲拐撑有着较好的消能能力,更为有效地保护主体结构在地震中免遭破坏.     

HHT法识别结构模态频率和阻尼比的改进

在应用EMD方法分解信号时,可能造成固有模态函数中不同的振动模态混合,从而淹没能量较小的振动模态而导致无法识别其模态参数。为了提高结构模态参数识别的精度和比较精确地识别低频模态及能量较小模态的参数,文章对结构响应信号进行带通滤波后再应用EMD方法进行分解,最后得到结构的各阶模态频率和阻尼比;仿真结果表明,该方法可以有效提高结构模态频率和阻尼比的识别精度。     

叠层橡胶隔震支座的低温往复试验及等效阻尼比推算

介绍了对-20、-35、-50℃低温环境中叠层橡胶隔震支座进行往复水平推剪试验的思路和主要结果,论述了采用Matlab/Simulink工具箱建立的用Bouc-Wen模型模拟橡胶隔震器滞变回复力的多目标优化拟合数学模型和求解方法.对-50℃的温度条件下与室温下阻尼值的相对变化关系进行了对比,指出在低温环境下叠层橡胶隔震支座的阻尼比略有降低.     

等效电阻的计算——节点分析法

本文阐述了用节点分析法求等效电阻的步骤。通过对四个实例的分析 ,总结出节点分析法的关键是找出电路中的节点。     

一种调谐质量阻尼器(TMD)等效阻尼力测量方法

建立了结构安装调谐质量阻尼器(TMD)减振装置的力学简化模型,基于Den Hartog给出的经验公式设计参数,提出了一种可以直接测量结构与TMD之间作用力(称为等效阻尼力)的半实物实验新型测试系统.该系统可测试TMD的力学特性,重现在真实环境荷载激励下海洋平台的响应.介绍了该实验系统的原理及等效阻尼力的测量方法,并在正弦位移输入下,对实测的等效阻尼力与计算值进行了比较,发现两者数值大小近似相等,验证了该系统的可行性.     

SSDI体系非线性耦合阻尼比研究

通过对土-结构动力相互作用(SSDI)体系简化计算方法的研究,提出改进的考虑基础质量与转动效应的简化计算模型,推导SSDI体系非线性耦合阻尼比计算公式,并通过对公式中每个参数的选取与修正,充分考虑土体与结构的非线性特性、基础形式与基础埋置深度以及基础平动与转动的耦合效应等因素的影响.运用SSDI体系非线性耦合阻尼比公式,对1个实例进行计算.研究结果表明:SSDI体系频率和阻尼比的计算结果与传统方法相比更加接近试验实测结果,且误差为10％～20％,证明了计算公式的有效性,这有助于完善现有抗震设计规范、提出新的抗震设计反应谱.     

旧机动车综合成新率计算方法

评估旧机动车价值时成新率的确定是关键，但目前关于旧机动车成新率的计算还没有客观、准确的方法。通过对旧机动车成新率影响因素的分析，提出了一种新的成新率计算方法。该方法选择车辆综合性能检测结果、车辆静态与动态检查结果作为参数，并采用层次分析法（AHP）确定了各参数的权重，运用综合分析法计算出旧机动车成新率值。最后通过实例验证了该方法的实用可行性和科学有效性。     

建筑结构耗能减震技术及阻尼器研究进展

建筑结构的消能减震问题事关生命和财产安全及建设成本,是现代结构振动控制领域研究和实践最为广泛的技术,历来受到国际结构工程界的充分重视.自上世纪70年代以来,结构消能减震理论和应用取得长足发展,其中又以阻尼器技术研发和推广为核心,推动消能减震结构不断创新并进入新的历史阶段.综述了结构消能减震技术与阻尼器研发以及结构功能恢复理论和应用相关问题的研究进展,旨在为结构抗震设计研究和工程应用提供参考.     

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。