随机地震作用下TMD等效附加阻尼比研究

针对随机地震作用下TMD给结构提供的附加阻尼比展开研究。随机地震动采用过滤白噪声Kanai-Tajimi功率谱模型,并将Kanai-Tajimi功率谱模型描述的场地过滤效应表示成传递函数形式,进而推导出结构相对于基岩的位移动力放大系数。然后,结合SRSS方法,以结构位移响应均方值作为评价准则,提出了随机地震作用下TMD提供给结构任意阶模态的等效附加阻尼比理论公式。最后,以某景观塔作为工程算例展示了TMD等效附加阻尼比的求解流程,并验证了该等效附加阻尼比公式的有效性。算例分析结果表明,使用等效附加阻尼比指标来评估TMD减震性能是合理有效的,且使用推导的TMD等效附加阻尼比理论公式能更准确地评估TMD对结构位移响应的控制效果。

地震作用下调谐黏滞质量阻尼器阻尼比增效效应与优化设计研究

调谐黏滞质量阻尼器(Tuned Viscous Mass Damper,TVMD)是一种有效的被动惯容减震装置,本文针对地震作用下建筑结构TVMD阻尼比增效效应与优化设计展开研究。将TVMD对结构自身阻尼耗能功率的控制效果归纳为TVMD等效附加阻尼比,并基于随机振动理论推导了等效附加阻尼比的理论表达式。为了使TVMD更具实际应用价值,TVMD理论上应取得比同阻尼系数的黏滞阻尼器(VD)更大的等效附加阻尼比,这一现象定义为TVMD阻尼比增效效应,并定义了阻尼比增效系数来量化评估阻尼比增效效应。将等效附加阻尼比和阻尼比增效系数均作为优化目标,提出了TVMD最优设计参数理论解。参数分析结果表明,本文解具有良好的稳定性和适用性,为了更高效地发挥阻尼比增效效应,推荐TVMD质量比不超过0.3或阻尼比不超过0.1。以某七层标准钢框架结构作为工程算例展示了TVMD设计流程,并验证了本文解的有效性和优越性。算例分析结果表明,使用本文解设计TVMD能显著放大其阻尼元件变形,表现出了理想的阻尼比增效效应。与传统解相比,本文解还具有另一个明显优势,即保证TVMD的减震效果优于同阻尼系数的VD,不存在减震效率问题。

阻尼指数对黏滞阻尼器减震结构附加阻尼比影响研究

以应变能法为依据,推导出中震附加阻尼比与小震附加阻尼比的比值公式。以一幢5层框架结构为例,阻尼器采用2种不同的连接方式,进行弹性时程和弹塑性时程分析,采用规范时程法和累积能量比法计算附加阻尼比,得到不同阻尼指数和不同连接方式时的附加阻尼比变化规律。研究表明:当阻尼器与结构直接连接时,中震附加阻尼比与小震附加阻尼比的比值与推导公式计算结果吻合;当阻尼器与结构采用悬臂墙连接时,阻尼指数取0.6~0.7时可得到更大的附加阻尼比;减震结构宜取中震附加阻尼比进行结构设计。本文的成果可为阻尼指数选择和附加阻尼比计算提供参考。

黏滞阻尼器结构等效阻尼比计算方法比较研究

讨论了几种计算附加非线性黏滞阻尼器结构的等效阻尼比实用估计方法,并根据减震结构与非减震结构动力响应提出动力响应减震系数法计算附加等效阻尼比,并以一个黏滞阻尼器框架抗震墙结构实际工程比较了四种附加等效阻尼比估计方法以及动力响应减震系数法得到地震响应的准确性。

附加粘弹性阻尼器的输电塔线体系阻尼特性研究

在高压输电塔中安装粘弹性阻尼器会显著降低塔线体系的风振响应,针对附加阻尼器后输电塔的阻尼特性的量化研究,对输电塔基于性能的减振设计和加固都具有非常重要的理论意义。本文以附加粘弹性阻尼器的高压输电塔结构为研究对象,以规范提出的基于应变能的估算公式为理论依据,提出了一种基于输电塔层概念的附加等效阻尼比的计算方法,并通过有限元模型对比分析了实际安装阻尼器和采用等效阻尼比计算的输电塔塔顶位移。仿真结果表明,本文提出的等效阻尼比的计算方法精度较高,在多种工况下误差均不超过5%。

汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计

汶川医院采用现浇钢筋混凝土框架结构,考虑其功能重要、结构不规则、抗震要求高等特点,在四周设置了46个K型粘滞阻尼器支撑,通过ETABS计算分析表明设置阻尼器能显著降低结构的响应,提高结构抗震性能,最后讨论了计算粘滞阻尼器结构附加阻尼比的简化使用算法。

成都某教学实验楼地震作用下的消能减震分析与设计

以成都市某教学实验楼为例,对其进行了基于黏滞阻尼器(VFD)减震技术的抗震性能提升设计,并采用PKPM-JZ和SAUSG软件进行了多遇地震和罕遇地震荷载作用下结构的弹塑性动力分析。时程分析结果显示,设防地震和罕遇地震作用下,此建筑各向弹塑性层间位移角均达到特定的减震目标;该建筑的结构各项指标均满足了相关规范要求,达到了设计的预期目标。通过这些措施,该建筑在地震发生时能够有效减少震害,保障师生的生命和财产安全。

粘滞阻尼墙在框架剪力墙结构中的应用与设计

某医疗建筑病房楼采用的结构体系为附加粘滞阻尼墙的混凝土框架-剪力墙结构。采用动力弹塑性时程分析法能够准确模拟附加粘滞阻尼墙元件的混凝土框架-剪力墙结构的动力响应。基于粘滞阻尼墙的非线性特性,在多遇地震作用下,以考虑附加阻尼比的反应谱法进行结构设计,在罕遇地震作用下采用弹塑性时程分析的方法评估结构的抗震性能。结果表明,采用粘滞阻尼墙,主体结构地震反应降低,抗震性能显著提高。

变刚度半主动控制结构的拟振型分解法

First,the equivalent relationship between single-degree-of-freedom structures with active variable stiffness (AVS) systems and special linear structures is established,and the equivalent additional stiffness ratio and the equivalent additional damping ratio are determined.Then,an approximate mode decomposition (AMD) method is proposed for multi-degree-of-freedom (MDOF) structures with AVS systems.The accuracy of the method is discussed and improved using revising parameters.Simulation results indicate that the AMD method is effective in estimating the maximum relative displacements and the maximum interstory drifts of MDOF structures with AVS systems.The study provides a foundation for the seismic design method of structures with AVS systems.