基于遗传算法的位移型与速度型阻尼器位置优化比较研究

提出了一种基于遗传算法的阻尼器位置优化的新型优化数学模型,考虑地震作用下不同的结构控制指标,首先假定优化模型的五种加权系数组合,在阻尼器数量一定的前提下,对不同形式的结构在四类场地条件地震动作用下分别进行位移型和速度型阻尼器位置优化。然后引入两个性能评价指标,对五种系数组合情况时两种类型阻尼器布置下的结构反应进行分析研究,使阻尼器布置方案能体现综合控制效果上的最优,得到不同情况下加权系数的最佳取值组合。通过数值分析,比较了不同类型阻尼器的位置优化特点,为工程实际应用中不同类型阻尼器的位置优化目标函数选取提供了有益的参考。

速度型阻尼器和防屈曲支撑在装配式框架结构纵向体系中减震效果研究

针对抗侧刚度较弱的装配式结构纵向框架研究较少的现状,建立了纯框架、增设防屈曲支撑及增设阻尼器的装配式框架有限元分析模型,通过非线性的时程对比分析了在地震作用下三种模型纵向体系的结构反应.分析表明,在类似结构中增设阻尼器,可显著提高减震效果,使结构在大震中依然处于弹性状态.对于进一步提高阻尼器在纵向框架的应用水平具有一定的借鉴意义.

高烈度区铁路桥梁位移型和速度型阻尼器减震对比研究

以川藏铁路雅拉河大桥为研究对象,研究近断层高地震烈度区合理抗震措施。以墩梁连接构造位移为控制指标,比选不同吨位等级的速度型和位移型阻尼器,初步拟定阻尼器合理力学性能参数。通过对比不同减隔震方案桥墩、桩基、连接构造和主梁性能指标,得出合理减隔震方案。研究表明:同等吨位的速度型阻尼器对连接构造限位和对结构内力响应的减震效果均较好;横桥向阻尼器速度响应低于顺桥向,同时120 t屈服力的位移型阻尼器取得了与100 t阻尼力设计值的速度型阻尼器相近的减隔震效果。

设置速度相关型阻尼器减震结构非线性时程分析

对应杆系 层动力分析模型 ,推导了速度相关型阻尼器的单元刚度矩阵和单元阻尼矩阵 ,并在HBTA程序中实现对设置速度相关型阻尼器减震结构的非线性时程分析 ,对一个设置线性粘滞阻尼器的钢框架模型 ,用HBTA对其进行地震反应时程分析 ,并与SAP2 0 0 0软件的计算结果进行对比。最后 ,用HBTA计算一个设置粘弹性阻尼器的钢筋混凝土结构在罕遇地震影响下的非线性时程反应 。

基于ABAQUS的速度相关型阻尼器单元二次开发

大型通用有限元软件ABAQUS既具有强大的非线性分析功能,又有开放的子程序接口供用户根据自己的实际情况进行开发。本文基于用户单元子程序UEL接口,根据ABAQUS隐式动态分析原理推导了速度相关型阻尼器的单元刚度矩阵和单元阻尼矩阵,并利用Fortran语言开发了粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器这两种速度相关型阻尼器的单元子程序Udamper.for,且实现了阻尼器力-位移滞回曲线与耗能曲线的输出。对一个设置速度相关型阻尼器的钢框架模型,进行了动力时程分析,并与SAP2000的计算结果进行了对比,验证了本程序的准确性及附加阻尼器对建筑结构所具有的减震作用。

速度相关型耗能减振体系参数影响的复模量分析

利用复模量阻尼理论研究粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器与斜撑串联的复合阻尼元件对结构减振效果的参数影响及耗能减振体系反应分析的简化计算方法。首先,采用复模量方法对两类阻尼器与斜撑串联的复合元件阻尼特性进行了分析;然后确定了影响阻尼器减振效果的复模量参数,得到了耗能减振系统中阻尼器实际发挥作用的参数影响量化关系式;第三,建立了阻尼器与斜撑串联的复合元件等效模型,提出了速度相关型耗能减振体系反应分析的简化方法;最后,通过对单自由度耗能减振体系的地震反应进行数值计算,验证了简化分析方法具有良好的计算精度。

粘滞流体阻尼器在高层建筑减振设计中的应用研究

介绍了所研制的双出杆型粘滞流体阻尼器的耗能原理,且由试验研究表明,该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,是一种性能优良的减振阻尼器.文章还阐述了工程结构采用粘滞流体阻尼器的减振设计原理,并通过对高层建筑应用该研究成果的介绍,进一步阐明采用粘滞流体阻尼器的结构减振设计方法.

上海张江科学会堂结构选型及设计

上海张江科学会堂建筑形体复杂,且具有多项抗震不规则项、超长钢结构、质心偏置、大跨度转换等结构特点。主体结构采用钢框架-屈曲约束支撑结构体系,并同时采用黏滞阻尼器减震系统,采用速度型阻尼器与位移型阻尼器相结合的混合减震技术,充分发挥了两种不同类型阻尼器的优点。文章重点介绍了结构体系选型考虑因素和结构布置,以及结构设计过程中的关键技术问题分析,包括考虑黏滞阻尼器影响的扭转位移比分析、混合耗能减震分析、大跨度施工模拟分析。

位移相关型与速度相关型阻尼器混用时耗能次序分析

昆明某重点设防的高层商业综合体框架结构,采用位移相关型阻尼器和速度相关型阻尼器混用的结构方案。为论证不同类型阻尼器的受力特点及耗能次序,进行多遇地震及罕遇地震的分析。多遇地震阶段,采用弹性时程分析方法对结构减震率、等效阻尼比、支撑框架的倾覆力矩进行分析;罕遇地震阶段,采PERFORM-3D程序对不同时刻的梁、柱、阻尼器的耗能次序进行研究并采取了相应的加强措施。同时,对子结构进行了大震承载力的复核,确保结构安全。

抗震性能化设计在某医院改造加固中的应用

在既有建筑结构改造中,采用抗震性能化设计的消能减震加固技术,能降低抗震措施要求,提高既有建筑抗震设防类别。以重庆某仓储建筑改造为医疗建筑的项目为例,采用速度型黏滞阻尼器,分析了多遇和罕遇地震减震率,并对穿层柱、楼板大开洞薄弱位置加强了构造措施。分析结果表明:基于抗震性能的消能减震加固技术,可以有效控制主体结构地震响应,达到预设抗震性能目标,主体结构抗震措施可按降低一度进行设计。通过少量加固,不仅能从整体到局部全面提升结构的安全性和适用性,还能节约工期和造价。

高层建筑楼顶钢塔风振效应的参数研究

针对高层建筑楼顶钢塔的风振效应开展研究,采用线性滤波法模拟了结构的脉动风荷载时程,探讨了主体结构、楼顶钢塔及二者整体工作三种情况的动力特性,分析了脉动风速谱、频率比、楼顶钢塔高度和跨度等6种不同参数对结构顺风向风振动力性能的影响,并对比分析了线性和非线性粘滞阻尼器及粘弹性阻尼器三种速度相关型阻尼器对结构楼顶钢塔风振效应的控制效果。结果表明,结构楼顶钢塔设计时应避开主体结构的前三阶自振频率,以降低鞭梢效应;风荷载作用下楼顶钢塔的风振响应远大于主体结构,随基本风压和钢塔高度的增大而增大,但随钢塔跨度的增大而减小;阻尼器可有效衰减楼顶钢塔的风振响应,粘滞阻尼器对楼顶钢塔风振响应的减振效果优于粘弹性阻尼器,而非线性粘滞阻尼器的减振效果又优于线性粘滞阻尼器。

国内消能减震产品检测标准及方法差异性分析

作为建筑抗震的第一道防线,阻尼器在建筑结构抗震中发挥重要作用,在国内得到了广泛的应用。为规范消能减震行业的发展,我国制定了有关阻尼器检测的行业标准与地方标准,但在具体的检测内容如检测方法、检测设备和数据处理等方面存在差异和不清晰的地方。本文针对速度型阻尼器和位移型阻尼器,在检测参数、检测方法、判定指标和数据处理方法等方面,对比分析指出不同行业和地方检测标准的异同点,并通过试验验证和理论分析给出了推荐的阻尼器加载制度和参数定义,为相关标准的制定提供参考借鉴。

组合减震装置在连体结构高空连廊中的应用

为了保证高层连体结构连廊在地震作用下的使用安全以及减小连廊和主体结构之间的相互作用,在某复杂高层的连廊与主体结构连接处设置了铅芯橡胶支座和速度型粘滞阻尼器的组合减隔震装置.对连体结构进行在多种地震组合作用下的动力时程分析,计算结果表明该支座和阻尼器的组合装置对连廊和主体结构具有良好的减震消能作用,并且增设了本隔震装置后连体结构的各项指标均能满足抗震设计的要求.

某超限多塔高层结构连廊大震弹塑性分析及其减震控制

多塔连体结构中,连廊与塔楼间的连接一直都是结构设计中的难点。基于SAUSAGE软件平台,本文以珠海某大底盘四塔连体结构工程为背景,研究了在水平双向罕遇地震作用下,单塔、多塔和整体三种模型方案对采用滑动支座和速度型粘滞阻尼器连接的连廊结构地震响应及阻尼器耗能的影响。通过对连廊的动力弹塑性时程分析,对比分析了不同模型方案中连廊的减震效果。结果表明,在水平双向罕遇地震作用下,采用速度型粘滞阻尼器控制的设计方案能够发挥很好的耗能减震作用。但单塔和多塔模型方案,忽略了其他塔楼的影响,偏向于安全。实际工程中连廊的分析应采用整体模型分析,设计时应引起重视。

超高层建筑基于性能的组合消能减震结构设计及其应用

组合消能减震是在结构中组合应用速度型阻尼器和位移型阻尼器,地震作用下参与结构耗能,降低结构地震响应。基于性能的组合消能减震设计是从性能化设计理念出发,通过调整消能减震装置在结构中的布置位置和力学特性参数,在不同水准地震作用下分阶段发挥各阻尼器的作用,满足结构受力变形要求,提高结构抗震性能。以云南省昆明市一超高层建筑为工程背景,在结构中同时布置了速度型阻尼器和位移型阻尼器,研究了不同类型减震装置在结构中的较优布置位置,结果表明:本工程采用组合消能减震技术后,在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下,各类减震装置均能充分参与结构耗能,相比传统抗震结构,其地震响应和构件损伤可得到更好的控制,整体结构能够满足预期抗震性能目标要求。

黏滞耗能减震结构能量反应分析的基础研究

地震对结构的作用是一种能量的传递、转化与消耗过程,而减轻或控制地震反应的基本原则主要是以适当的方式耗散地震输入的能量,因此能量的输入、转化和吸收(耗散)成为地震反应的基本特征。本文采用速度型黏滞阻尼器,利用有限元分析程序,综合考虑地震动三要素(峰值、频谱、持时)、结构自身动力特性(阻尼比、自振周期)和黏滞阻尼器参数(速度指数、阻尼系数)等因素,对钢筋混凝土耗能减震结构进行了地震动总输入能受各种因素影响的变化规律的弹塑性时程分析;探讨了黏滞阻尼器速度指数的取值范围,取得了一些有意义的研究结果,为减震结构地震反应的能量分析方法走向实用化提供了基础性资料。

混合减震技术在医疗建筑中的应用研究

混合消能减震是基于速度型阻尼器和位移型阻尼器各自的力学性能特点,结合结构受力和变形情况,在结构中混合布置不同类别的耗能减震装置,实现降低结构地震作用的一种新型减震技术。在不同水准地震作用下分阶段发挥各耗能器的作用,达到减震效率的最优化。以某医院建筑为工程背景,在结构中同时布置了黏滞阻尼器和屈曲约束支撑。通过研究整体结构和各减震装置在不同水准地震作用下的受力和变形,得出黏滞阻尼器在各水准地震作用下均发挥耗能作用,且耗能性能随地震作用的增大而降低,屈曲约束支撑主要在设防地震和罕遇地震作用下发挥耗能作用,且耗能性能则在愈高水准的地震愈发显著。提出的减震技术保证了结构在不同的地震水准下,具有相当的耗能能力,该设计思路可以为类似项目提供借鉴和参考。