弹簧阻尼支座对体育场钢结构抗连续倒塌的减振分析

阐述了弹簧阻尼支座减振原理,给出了其构造形式,介绍了拆除构件法中采用非线性动力分析方法的计算原理,以第三届亚洲青年运动会体育场钢结构屋盖作为研究对象,对拉杆系统连续失效情况下结构的响应进行分析,研究弹簧阻尼支座对结构抗连续倒塌性能的影响。结果表明:体育场钢结构屋盖的抗连续倒塌能力良好,拉杆系统连续失效结构悬挑端最大竖向位移为387 mm,挠度为1/90,不会导致结构整体倒塌;构件拆除后,结构立即进入运动状态,结构动能、应变能、悬挑端竖向位移、支座腹杆应力均在拆除瞬间陡增,达到峰值后逐步减小,并随时间增加反复振荡,最后趋于稳定,结构重新达到稳定平衡;采用非线性动力方法计算的悬挑端竖向位移、关键杆件应力略大于静力分析方法,偏于安全;弹簧阻尼支座能有效减小结构动力响应,提高结构防连续倒塌能力,其减振效果受弹簧和阻尼共同影响;当结构采用了弹簧阻尼支座等消能部件时,对结构进行抗连续倒塌分析时应采用非线性动力分析方法考虑消能部件的有利影响。

钢弹簧支座阻尼对被动式减振浮置板轨道低频振动控制的影响

针对城市轨道交通用浮置板轨道低频振动控制问题,基于动力吸振器定点理论、模态解析原理及车辆-轨道耦合动力学理论,充分考虑浮置板下钢弹簧支座阻尼的影响,采用车辆-被动减振浮置板轨道动力学模型,研究被动式减振浮置板轨道低频振动控制问题。以加速度三分之一倍频程及插入损失为评判标准,定量分析了钢弹簧支座阻尼对被动式减振浮置板轨道低频振动控制的影响,为被动式减振浮置板低频振动控制提供参考依据。

大悬挑结构抗风拉索弹簧-阻尼减振支座性能试验与风振控制研究

为提高大悬挑结构的抗风性能,提出将圆柱螺旋弹簧与筒式黏滞阻尼器相结合设计形成弹簧-阻尼减振支座,并将其布置在柱顶与拉索配合起到竖向减振的作用。对该弹簧-阻尼减振支座的力学性能进行试验研究,依次开展了轴向刚度与低周往复加载试验共计61种工况,探究了静位移、位移幅值与加载频率对支座力学性能的影响,并基于有限元软件对安装弹簧-阻尼减振支座前后的体育场结构进行风振动力响应分析。结果表明:支座的轴向刚度随加载等级的增加而增大;支座的滞回耗能性能随位移幅值的增加而增大,等效阻尼比和等效刚度则随位移幅值的增大而减小;与支座性能随位移幅值的变化情况相比,其力学性能随加载频率的变化幅度更小,各个区段变化范围均小于±10%;静位移对支座的滞回耗能性能、等效刚度和等效阻尼比影响较小。弹簧-阻尼减振支座对大悬挑结构的风振响应具有显著的控制效果,最大达92.16%,平均38.79%。

弹簧-阻尼减振支座性能试验研究

设计制作了一种由圆柱螺旋弹簧与筒式黏滞阻尼器组合而成的弹簧-阻尼减振支座用于竖向减振,对其进行了频率相关性、位移幅值相关性以及反复加载相关性试验,测得了不同工况下的阻尼耗能、等效刚度、等效黏滞系数和损耗因子,研究了轴承力学性能对位移幅值和加载频率的影响。采用Kelvin模型对弹簧-阻尼减振支座的迟滞回线进行了计算和拟合,将拟合结果和试验结果进行对比分析。研究表明:弹簧-阻尼减振支座迟滞回线饱满、力学性能稳定,具有较强的耗能性能;加载频率对支座等效刚度与等效黏滞系数的影响显著,位移幅值对支座阻尼耗能和损耗因子的影响较大,加载圈数的增加对支座力学性能影响较小。Kelvin模型可以有效模拟弹簧-阻尼减振支座的性能。

短程线型单层网壳结构隔震机理研究

将短程线型网壳结构的支座设置成隔震支座,对结构进行了隔震控制,分别采用弹簧支座和弹簧阻尼支座对结构进行了控制.分析了结构振型和频率在有控和无控状态下的区别,研究短程线型网壳结构的隔震控制机理.在常遇和罕遇地震作用下,计算网壳结构的最大水平位移、隔震支座的最大水平位移和最大支座反力.研究结果表明:两种隔震装置均有效地控制了短程线型网壳结构的支座反力,弹簧阻尼支座还明显地减少了隔震支座的水平位移.

Schwedler型单层网壳结构隔震分析

将Schwedler网壳结构的支座设置成隔震支座,分别采用弹簧支座和弹簧阻尼支座对结构进行了隔震控制。在有控和无控状态下,计算了Schwedler网壳结构的自振频率,初步分析了Schwedler网壳结构的隔震控制机理。在罕遇地震作用下,对网壳结构进行了时程分析,对网壳结构的最大水平位移、隔震支座的最大水平位移、最大支座反力和网壳结构的杆件轴力进行了数值计算。研究结果表明:两种隔震装置均有效地控制了Schwedler网壳结构的支座反力和杆件轴力,弹簧阻尼支座还明显地减少了隔震支座的水平位移和隔震结构的水平位移。隔震方法对于大跨网壳结构的减振是有效的。

汕头亚青会场馆项目(一期)钢结构关键技术分析

汕头亚青会场馆项目(一期)位于沿海强风、台风易发的高烈度地区,钢屋盖采用倒三角立体悬臂桁架+拱桁架的结构体系,存在结构跨度大、悬挑大、风振响应、温度效应明显等设计难点。从结构体系、设计条件、力学概念出发,通过传力路径分析、温度作用精细分析、振动分析、防连续倒塌分析等,最终采用柱内预应力拉索、弹簧阻尼支座、调谐质量阻尼器、现场温度监测等措施解决结构振动、温度效应等问题。分析结果表明,钢结构体系合理,抗震和抗风性能好,结构整体性强。