铅黏弹性阻尼器增强钢管约束钢筋混凝土柱节点抗震性能研究

针对钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱节点抗震性能薄弱的现状,提出采用改良的铅黏弹性阻尼器进行增强。基于ABAQUS工作平台对铅黏弹性阻尼器试件建立有限元模型,将数值计算所得滞回和骨架曲线、耗能性能及疲劳性能与试验结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上探讨了铅芯直径、铅芯布置形式及复合黏弹性体厚度比值对铅黏弹性阻尼器力学性能的影响。结果表明:相较于扇形铅黏弹性阻尼器,改良后的四边形铅黏弹性阻尼器表现出更好的力学性能;随着铅芯直径的增大,阻尼器的耗能能力指标均得到大幅提高;建议铅芯个数取2个,铅芯面积与复合黏弹性层面积比值取6%~8%,复合黏弹性体厚度比值约为0.67。建立不同布置方案的铅黏弹性阻尼器增强STRC柱节点试件模型,对其破坏形态、滞回特性和箍筋应力进行对比分析,给出合理的布置方案,为实际工程提供参考。

我国黏弹性阻尼器抗震疲劳性能检验标准研究

我国黏弹性阻尼器在生产和应用过程中均需要进行抗震疲劳性能检验。我国现行的消能阻尼器标准中均对黏弹性阻尼器的抗震疲劳性能检验方法进行了规定。对现行标准中相关的试验加载制度和性能评价方法进行了汇总和比较,并基于此,对四种黏弹性阻尼器进行了抗震疲劳性能试验和性能参数分析。结果表明,基于不同标准得到的阻尼器力学性能参数的变化率不同,是否满足15%限值的结论也不相同。

新型雀替式黏弹性阻尼器试验与力学性能分析

该文提出一种新型雀替式黏弹性阻尼器,为研究其构造形式的合理性和可行性,对5个新型雀替式黏弹性阻尼器进行了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验,分析新型雀替式黏弹性阻尼器的耗能系数、等效黏滞阻尼比和骨架曲线等几项性能参数。研究结果表明:5个新型雀替式黏弹性阻尼器滞回曲线饱满,滞回性能较好,耗能能力较强,橡胶硬度为65°的试件累计耗能为2.343 kN·m;变形幅值对阻尼器的影响明显,随着变形量的增加,阻尼器的最大阻尼力和周期耗能逐渐增大,能量耗散系数和等效刚度逐渐减小;不同橡胶材料的新型雀替式黏弹性阻尼器试件的滞回曲线、等效黏滞阻尼比和骨架曲线形状基本一致;不同加载频率下,耗能系数和等效黏滞阻尼比分别在0.03962~0.04016和0.1260~0.1320之间,2个性能指标变化均较小,频率相关性较弱;疲劳加载后新型黏弹性阻尼器耗能系数衰减24.8%,等效黏滞阻尼比衰减25.4%,具有良好的疲劳性能,无明显的滞回曲线面积衰减和低周疲劳现象。

黏弹性阻尼器的耗能比研究

黏弹性阻尼器是一种典型的被动控制装置,它可以通过黏弹性材料的剪切滞回耗能起到减小结构地震或风振响应的作用。本文采用阻尼器耗能占地震总输入能量比值(耗能比)评估黏弹性阻尼器的减震效率,相比采用水平位移比的评价指标更能直观地反映阻尼器耗能能力。本文采用Kelvin模型推导出结构弹性和弹塑性2种状态下附加黏弹性阻尼器耗能比计算公式,算例计算结果表明:推导的计算公式有很好的精度和准确性,可供工程设计使用。

新型黏弹性阻尼器增强穿斗木结构实验研究

为研究自主研发的新型黏弹性阻尼器加固村镇传统木结构的抗震性能,本文基于云南“一颗印”穿斗式木构架做法,制作了两榀足尺穿斗式木构架作为模型,其中一榀为穿斗木结构纵向木构架,另一榀为穿斗木结构横向木构架,依次对两榀木构架进行低周往复试验。研究模型结构的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能性能和拔榫量的对比分析。结果表明:未加固木构架的滞回曲线呈明显反“Z”形,加固木构架的滞回曲线更饱满;新型黏弹性阻尼器成功地弥补了原始缺陷,提升了木构架的初始刚度;对比未加固木构架,加固后的纵向木构架的最大拔榫量降低了68.5%,横向木构架的最大拔榫量降低了81.25%。说明新型黏弹性阻尼器能够抑制节点拔榫破坏,提升木构架的抗侧刚度和耗能能力。

黏弹性阻尼器在既有结构中优化布置方法

为研究黏弹性阻尼器在既有结构的优化布置方法,以某地已建9层钢筋混凝土框架办公楼为依托,运用有限元软件SAP2000,对构建的模型进行弹塑性时程分析,对比不同的黏弹性阻尼器布置方案对既有结构层间位移角、层间剪力和顶点位移影响。结果表明黏弹性阻尼器可以很好得控制结构地震反应;相较于黏弹性阻尼器的均匀布置法,权系数法对结构加固优化效果更好。研究可为黏弹性阻尼器在既有结构抗震加固中提供更优的布置方法。

外置新型粘弹性阻尼器节段拼装桥墩抗震性能研究

为了使节段拼装桥墩可以满足在地震条件下快速修复的新要求,促进其在中高烈度地震区的推广使用,提出了一种外置于桥墩底部的新型粘弹性阻尼器用以提高桥墩的耗能能力。本文介绍了新型粘弹性阻尼器的内部结构及安装方式,并基于OpenSees有限元分析软件建立带有阻尼器的节段拼装桥墩模型,与带有接缝的节段拼装桥墩模型进行滞回对比分析。分析结果显示:外置粘弹性阻尼器能够实现震后可修复,与未安装阻尼器的节段拼装桥墩相比,粘弹性阻尼器附加给了桥墩刚度和阻尼,既提高了桥墩的承载能力,又最大限度地提高了桥墩的耗能能力。

以附加阻尼比为目标的黏弹性阻尼器设计方法研究

以黏弹性阻尼器附加的阻尼比为控制目标,依据抗规中计算阻尼比的方法,建立单质点系的附加阻尼比控制函数。将多质点系等效成单质点系,依据剪力系数得到减震结构的层剪力,由此部分楼层需要增加楼层侧移刚度,增加的刚度即黏弹性阻尼器需求储存刚度,从而得到黏弹性阻尼器阻尼系数。工程案例结果表明:以附加阻尼比为控制目标来进行黏弹性阻尼减震结构设计的方法可行。

高耗能粘弹性阻尼器力学性能与减震效果研究

本文针对传统粘弹性阻尼器耗能性能不足的缺陷,研制了一种由新型高耗能粘弹性材料制成的阻尼器,在不同频率和不同应变幅值下测试了该粘弹性阻尼器的等效阻尼比、剪切模量、等效刚度与最大剪切力等性能。结果表明该阻尼器不具有尺寸相关性,耗能能力强,应变超过200%时等效阻尼比可达到30%左右。力学性能受加载频率的影响较小,适用于复杂的地震作用。在400%大应变条件下力学性能保持稳定,无破坏现象发生,具有很强的变形能力。在试验结果基础上,采用ETABS有限元分析软件建立粘弹性阻尼器模型,对某10层框架剪力墙结构进行减震分析,结果表明该阻尼器在远场地震和近场地震下均有良好的减震效果。

NR/CIIR共混型黏弹性阻尼器力学性能试验研究

该文设计并制作了天然橡胶(NR)、氯化丁基橡胶(CIIR)1:1共混的共混型黏弹性阻尼器试件和各单组分材料的阻尼器试件,并分别对其进行了动态力学性能和疲劳性能试验研究,分析了不同阻尼器不同工况下的各力学性能指标的变化规律。结果表明:天然橡胶型阻尼器的耐疲劳性能较好,但阻尼和刚度小;氯化丁基橡胶型阻尼器阻尼和刚度大,但耐疲劳性能较差;共混型黏弹性阻尼器结合了二者的优点,与单组分黏弹性材料的阻尼器相比,其阻尼性能和疲劳耐久性能均有所改善。

相邻结构间设置黏弹性阻尼器的风荷载响应分析

在两相邻结构间设置黏弹性阻尼器能够有效降低结构在风荷载下的动力响应。选取广义Maxwell模型为黏弹性阻尼器计算模型,提出了一种相邻结构间设置黏弹性阻尼器的耗能减振结构风振响应的解析解法。首先,根据广义Maxwell黏弹性阻尼器构造图推导出微分型本构关系,并将其与两相邻结构的运动方程组进行耦合;其次,运用复模态法将相邻结构的响应(位移、速度、层间位移和层间速度)表示为一阶线性方程组合,并基于虚拟激励法获得上述响应的统一形式的频域解;然后,基于频响函数二次分解法,获得了基于Davenport的风速谱,并考虑空间相关性结构响应方差的解析解;最后,通过算例与虚拟激励法计算结果对比验证了所提方法的正确性,并分析了阻尼器在相邻结构风振控制中的减振效果。

外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩抗震性能分析与研究

【目的】为了提高自复位桥墩的抗震性能,本研究在传统自复位桥墩的基础上,更改接头组件的连接方式,并在桥墩外部设置可更换的扇形铅黏弹性阻尼器,提出外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩。【方法】采用数值模拟方法,分别建立传统自复位桥墩、嵌入式自复位桥墩和外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩。在验证传统自复位桥墩模拟方法可行性的基础上,分别对嵌入式自复位桥墩和外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩进行低周循环加载,研究二者的抗震性能。【结果】结果表明:将平齐接头更改为嵌入式接头有利于提高自复位桥墩的承载力和耗能能力,提供更为可靠的传剪机制。【结论】将扇形铅黏弹性阻尼器设置在嵌入式自复位桥墩两侧,累计耗能较传统自复位桥墩有显著提高,抗震性能优越,对自复位桥墩实现“韧性抗震”设计具有一定借鉴意义。

黏弹性阻尼器对框架结构抗震性能的影响分析

黏弹性阻尼器作为一种减震装置,能够较好地抵抗和减少建筑物受到的地震作用影响。基于Midas/GEN软件,选取三条普通地震波,对一栋5层混凝土框架结构模型进行非线性地震反应分析,提出了布置有黏弹性阻尼器的框架减震结构,分析其减震效果,通过分析不同位置的黏弹性阻尼器的耗能能力优化布置。结果表明:通过合理布置黏弹性阻尼器可以更好地实现框架结构耗能,降低结构地震响应,使结构的层间位移、层剪力以及层加速度都得到有效控制,并且在结构下部布置阻尼器,其耗能能力更优于布置在结构上部。

粘弹性阻尼器的计算模型

本文介绍了粘弹性阻尼器的构造与性能,以及目前普遍用于分析粘弹性阻尼器的五种计算模型,提出了一种能够体现温度和频率影响的新计算模型—等效标准固体模型,然后通过实例分析,得出有关结论。

带有黏弹性阻尼器穿斗木结构振动台试验研究

按照云南"一颗印"构造要求制作了一个两层传统穿斗式木结构房屋模型进行模拟振动台试验。对结构模型的破坏模式、动力响应、应变响应,扭转效应、剪力分布、弯矩变化及耗能能力进行了分析研究。结果表明:结构模型满足中国建筑抗震设计规范"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求;结构模型具有明显扭转效应;层间剪力分布取决于质量分布;弯矩随地震激励增大不断增大,结构模型未发生塑形破坏;层间累积耗能能力一层耗能能力最大,二层次之,屋脊最小。

传统穿斗木结构榫卯节点附加黏弹性阻尼器振动台试验

通过对一个两层、足尺、长宽高为3．8m×3．6m×3．9m的穿斗式木结构房屋模型的榫卯节点附加黏弹性阻尼器进行振动台试验，研究了结构的抗震性能，并对0．07g、0．4g两种峰值加速度下进行了榫卯节点附加阻尼器和未附加阻尼器的进行了振动台对比试验。试验结果表明：榫卯节点附加了黏弹性阻尼器后节点刚度增大，减小了半刚性榫卯节点的转动能力，并使结构在地震激励作用下的变形恢复能力得到了大幅提高，经过多次重复地震，即使经历0．95g的地震激励后，结构模型也未发生明显倾斜破坏；结构一层柱顶榫卯节点最先发挥减震耗能作用，动力放大系数随着地震激励增加呈减小趋势，由于结构两个方向刚度及质量分布的不均匀，X、Y，方向动力放大系数有差异，X方向动力放大系数在1．2519-0．7775之间，Y向1．8779-1．1152之间。榫卯节点附加黏性阻尼器达到了小震下减小层间位移角，大震下增强榫卯节点变形恢复能力的目的。

粘弹性阻尼器的性能试验研究

本文对粘弹性阻尼器在不同温度、不同频率、不同应变幅值和不同粘弹性层厚度的情况下进行试验 ,并对粘弹性阻尼器的疲劳性能和极限变形进行了试验 ,分析研究了温度、频率、应变幅值和粘弹性层厚度对粘弹性阻尼器性能的影响规律 ,以及粘弹性阻尼器的疲劳性能和极限变形能力 ,给出了有关的结论和建议。

铅粘弹性阻尼器性能试验研究

本文介绍了作者提出的铅粘弹性阻尼器的构造和原理，对错粘弹性阻尼器在不同温度、频率、应变幅值和粘弹性层厚度的情况下进行了试验，分析研究了温度、频率、应变幅值和粘弹性层厚度对铅粘弹性阻尼器性能的影响规律，同时，对铅粘弹性阻尼器进行了低周疲劳试验和大变形试验，考察了铅粘弹性阻尼器的疲劳性能和极限变形能力，最后给出了有关的结论和建议．

粘弹性阻尼器的力学特性分析

在正弦输入的假设下,推导了用分数微分Maxwell模型建模粘弹性阻尼器时力和位移的表达式,并用该表达式分析了阻尼器的力学特性。将该算法的理论计算分别与已有的理论计算和试验结果进行比较,结果吻合的都比较好,证明了该算法的正确性。同时根据该表达式给出了粘弹性阻尼器能量耗散的计算方法。

铅粘弹性阻尼器的计算模型

本文首先介绍了作者所开发的铅粘弹性阻尼器的构造与性能，并根据铅弹性阻尼器的试验滞回曲线，采用双线性模型和双线性－RO模型来描述其力学性能，最后根据试验结果进行两种模型的对比分析。分析表明：双线性－RO模型比双线性模型更能真实地描述铅粘弹性阻尼器的滞回耗能特性。