带有新型角位移阻尼器的木框架结构振动台试验

针对木框架结构的特点研发了一种新型粘弹性角位移阻尼器,并对安装了新型粘弹性角位移阻尼器的2层木框架结构进行了振动台试验及数值模拟,与未加阻尼器的木框架进行了对比分析。结果表明:新型角位移阻尼器能够给结构提供一定的刚度和阻尼,并有效减小结构的位移和加速度反应,提高木框架结构的抗震能力;在计算粘弹性阻尼结构的动力反应时,采用Wen模型可以很好地模拟阻尼器对结构的控制作用。

新型角位移阻尼器用橡胶材料试验配方研究

基于新型角位移阻尼器使用条件,研究了溴化丁基橡胶/氯丁橡胶并用胶试验配方。结果表明,当溴化丁基橡胶/氯丁橡胶并用比为60/40,采用硫黄/氧化锌/促进剂复合硫化体系,并加入60份炭黑N220和25份树脂C5时,并用胶可实现力学性能与阻尼性能的平衡,较好地满足了新型角位移阻尼器用高阻尼橡胶材料的要求。

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转角阻尼器。

位移放大型摩擦阻尼器减震结构的抗震性能研究

为了确保在输入位移较小时,阻尼器仍能发挥良好的耗能能力,设计了一种基于齿轮传动的位移放大型摩擦阻尼器。对该阻尼器进行拉压循环力学试验,研究位移幅值对其滞回性能的影响,指出位移放大型摩擦阻尼器的滞回曲线饱满,其输出力是普通摩擦阻尼器的η倍(η是大齿轮与小齿轮直径之比),故耗能能力更强。以一六层规则钢框架结构为算例,计算无控结构、普通摩擦阻尼器减震结构和位移放大型摩擦阻尼器减震结构的地震响应,结果表明:与普通摩擦阻尼器相比,位移放大型摩擦阻尼器可更好地控制结构的层间位移角和顶点位移,但二者对结构基底剪力的控制效果接近。

安装有位移放大型扭转阻尼器的框架节点抗震性能分析

新型位移放大型扭转阻尼器(displacement-amplified torsional damper,DATD)通过铅芯和橡胶的剪切滞回变形实现复合耗能,进一步分析了DATD的工作原理和耗能性能,并对安装有该阻尼器的框架梁柱节点的抗震性能进行了研究。采用ABAQUS软件分别建立DATD、普通现浇节点与安装有DATD的节点的有限元模型,对比DATD有限元分析结果与前期试验结果,二者滞回曲线吻合良好,从而验证该数值模拟方法的有效性。进一步地,对比普通节点与DATD节点在循环荷载作用下的耗能性能,分析DATD对梁柱节点抗震性能的影响。研究结果表明,DATD节点滞回曲线饱满,耗能能力优越,能够延缓节点开裂,保护梁柱节点。

用于村镇木结构建筑的新型角位移阻尼器的性能实验研究

该文在分析木结构建筑在地震作用下破坏机理的基础上,提出了适用于村镇木框架结构房屋的新型角位移阻尼器,并对该角位移阻尼器的结构和工作原理进行了介绍。通过力学试验及低周疲劳试验研究,分析了该阻尼器在不同温度、加载频率和控制位移情况下各种性能参数的变化规律,证明这一新型阻尼器具有良好的变形能力、耗能能力和抗疲劳性能。

基于位移型阻尼器在同一跨不同位置减震效果的研究

在消能减震结构中,阻尼器的参数、放置位置及其相连子结构梁柱的刚度比,是影响结构减震效果的重要因素。在大量工程实践中也表现出,当相同参数的阻尼器置于同一跨内不同位置时,对结构的减震效果也产生较大影响。本文从结构的几何变形角度出发进行定性分析,并通过实际工程案例的定量分析,分别取阻尼器居跨中布置(以下简称居中布置)、靠柱边布置(以下简称靠边布置)两种布置方式,研究位移型阻尼器布置在同一跨的不同位置对减震效果的影响。结果表明:当阻尼器居中布置时其滞回曲线更饱满、附加阻尼比更大、有效位移占比及耗能占比更大,减震效果更好。

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。

基于人工鱼群算法的位移型阻尼器位置和参数的优化方法

对耗能减震结构中,阻尼器参数和位置决定着结构的减震效果。基于人工鱼群算法提出一种针对位移型阻尼器优化设计的人工鱼群优化模型,模型面向以有限元模型表示的多维多自由度实际结构,对各层位移型阻尼器的位置和参数进行优化。针对结构中添加位移型阻尼器会使结构层剪力增大的问题,提出一种同时考虑结构各楼层层间位移角、各楼层加速度和层剪力变化的优化目标函数,同时利用均方根的形式更加有效的反应各响应在地震波峰值段的变化特性。结构减震控制优化设计时可根据结构的不同设计需求修正目标函数的加权系数。最后,通过数值算例验证本文优化模型的有效性。

位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现“弱节点”的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.

位移相关摩擦阻尼器基础隔震结构地震响应分析

考虑了阻尼器中斜坡面反力对位移相关摩擦阻尼器输出力的贡献,从而完善了阻尼器的力学模型,并以一个典型的5层剪切型结构为例,评估了位移相关摩擦阻尼器对橡胶基础隔震结构抗震性能的影响。数值分析表明,位移相关摩擦阻尼器能减小常规地震作用下隔震层的位移响应,但是会增加隔震结构的底层剪力和顶层加速度;在近断层脉冲型地震波作用下,阻尼器能够显著降低隔震层位移,同时对上部结构的地震响应也有较好的抑制作用。此外,位移相关摩擦阻尼器的弹簧初始位移、弹簧刚度和楔块坡面角度这三个参数对隔震结构抗震性能的影响也进行了分析。

位移型阻尼器出平面力学特性对消能减震效果影响之探讨

自从消能减震技术开始研究发展以来,除了隔震器以外,一般将阻尼器都视为单方向的消能,亦即沿着框架的平面方向消能。由于应用平面框架的概念,对于阻尼器出平面的方向皆视为不受地震力作用而忽视阻尼器出平面的力学特性。然而,由于建筑结构体系的复杂及不规则以及应用平面框架理论有其条件的限制,目前的建筑结构大部分已经不再适用平面框架的理论,因此可想而知,阻尼器出平面方向的力学特性对于消能减震结构在地震作用下的行为会有所影响,对于阻尼器在地震作用下的非线性行为亦会造成影响。本文主要探讨有关位移型阻尼器出平面方向的力学特性对位移型阻尼器的消能减震效果所造成的影响,并探讨在考虑位移型阻尼器双方向力学特性下,加装位移型阻尼器的消能减震结构在地震作用下的非线性行为,并与过去只考虑位移型阻尼器单向消能的情况做比较,以了解在实际的消能减震结构的消能减震设计上,考虑位移型阻尼器双方向力学特性的重要性及其必要性。

墙式连接位移型阻尼器在框架结构中的布置原则及连接设计要点

通过模型算例对墙式连接位移型阻尼器在框架结构中的平面布置和立面布置原则展开讨论。分析表明阻尼器平面布置宜规则对称,尽量布置于结构周圈以控制不规则布置产生的附加扭转效应;阻尼器竖向布置可连续布置或交错布置,交错布置时阻尼器的工作效率略高于连续布置,在层间位移角较大的低区楼层布置时阻尼器的工作效率较高。根据墙式连接阻尼器的构造特点,定义阻尼器受荷变形与结构楼层总变形之比为阻尼器的有效工作系数。通过简化推导得到阻尼器有效工作系数计算公式,分析不同连接布置参数对阻尼器有效工作系数的影响,有效工作系数越大,阻尼器的工作状态越理想。研究表明:阻尼器连接结构设计时增大框架梁截面高度和混凝土基墙宽度对于提高位移型阻尼器的有效工作系数最有效。

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。

某项目位移相关型阻尼器减振分析

通过在成都某超高层商业项目中使用位移相关型阻尼器,分析其受控和未受控的状态在地震作用下的层间位移角的变化。结果表明,通过设置阻尼器能够有效控制结构的层间位移角,具有较好的经济效益和减振效果。

位移型阻尼器减震结构体系的等效刚度

位移型阻尼器是目前减震结构设计中的常见产品,具有性能稳定耗能效果好等优点,近年来得到了广泛的应用。基于阻尼器先于结构屈服耗能的期望,系统地研究了阻尼器屈服主结构不屈服和阻尼器主结构均屈服两个阶段下减震体系的等效刚度问题。并从力学恢复力模型出发,结合等效刚度的概念,推导了两个阶段下减震体系等效刚度的计算方法。为位移型阻尼器在减震分析中各阶段的等效刚度的计算方法提供参考。

位移放大型扭转阻尼器性能有限元模拟

在结构中设置阻尼器进行消能减震是一种有效的结构减震方法,当其设置在梁柱节点处时需要有足够的位移才能起到良好的效果。本文对一种位移放大型扭转阻尼器(DATD)的力学性能进行系统地研究。DATD是一种具有位移放大功能的复合型阻尼器,可安装于梁柱节点进行耗能,通过放大节点处较小的位移可提高耗能效果。采用ABAQUS对DATD进行建模分析不同参数影响下DATD的力学性能及各特征参数的变化特点。

苏通长江大桥限位阻尼器的设计和测试

首先介绍了苏通长江大桥使用的特大阻尼器的设计、研究和生产制造过程,接着详细介绍了该特大阻尼器的静压测试、满冲程测试、慢速压力测试、限位装置测试、频率反应测试和抗风疫劳测试等8项测试。分析和试验都证明了苏通大桥的主桥减振限位阻尼器设计理念先进、测试和鉴定严格,阻尼器在未来的大桥性能预估中表现完好。

T形芯板摩擦阻尼器在高层钢框架结构振动控制中的研究

在结构上附加耗能减震装置是结构被动控制的一种。T型摩擦阻尼器作为一种新型摩擦耗能装置,因其在结构中减震时受到的影响参数少,所以被广泛用来结构的减震隔震。本文通过对在高层钢框架结构中配置T形芯板摩擦阻尼器,在罕见地震作用下的动力分析,并应用SAP2000软件对比分析得到框架结构的位移、内力响应差异,验证了T形芯板摩擦型阻尼器在对高层钢框架结构具有很好的耗能减震效果。

基于放大式节点阻尼器的框架结构抗震性能研究

针对普通节点阻尼器在层间位移角较小时无法充分发挥阻尼器性能的问题,基于杠杆原理提出一种新型位移放大式节点阻尼器。首先介绍阻尼器的基本构造、工作原理并建立数值模型;然后建立含阻尼器的多尺度框架模型,开展结构静、动力弹塑性分析,探讨位移放大阻尼器与无放大阻尼器对框架结构抗震性能的影响。研究结果表明:放大式节点阻尼器耗能能力为无放大阻尼器的5.7倍;在多遇及罕遇地震作用下,相比布置无放大阻尼器的框架结构,布置放大式节点阻尼器的框架结构基底剪力响应分别减少13%、6%,层间位移角分别减少13%、11%,有效提升了结构的抗震性能。