带肘节式连接耗能减震层的超高层结构抗震性能研究

以某299.3m超高层框架-核心筒结构为研究对象,针对该工程的自身特点提出了设置屈曲约束支撑、肘节式和人字形连接黏滞阻尼器的3种耗能减震层控制方案。在8度小震作用下,对比分析了不同控制方案对耗能减震层内力突变的减震控制效果,同时对黏滞阻尼器采用肘节式和人字形两种连接方式的耗能率进行对比分析。结果表明,带肘节式连接减震方案能有效地降低耗能减震层位置处的内力突变,减震层位置剪力墙剪力突变幅值的最大降幅达46.2%,大大降低了加强层构件连接部位应力集中效应,验证了黏滞阻尼器采用肘节式连接比人字形连接具有更高的耗能效果,耗能率最大提高133.1%,证明了带肘节式连接耗能减震层对超高层结构抗震的有效性和可行性。

肘节式支撑钢框架非线性时程分析

在肘节式支撑上附加软钢阻尼器,进行3种地震波罕遇地震作用下的时程分析,同时与附加相同阻尼器的人字形支撑作比较,说明肘节式耗能支撑消能减振性能的优越性,并通过参数分析,得出软钢阻尼器中无量纲参数kdb0/k0,xdby/xy及其第二刚度系数α对阻尼器减振效果的影响规律。

带肘节式耗能支撑的超高层结构抗风抗震分析

针对某超高层结构舒适度和多遇地震下层间位移角超限,基于实际工程引入消能减震(振)措施,建立有限元分析模型,对比分析了肘节式耗能支撑和人字形耗能支撑两种方案在十年一遇风荷载、五十年一遇风荷载、多遇地震下的消能减震(振)效果。结果表明,与人字形连接形式相比,肘节式支撑更能充分发挥黏滞阻尼器耗能性能,显著改善结构舒适度,有效降低结构地震响应,阻尼器耗能最大提高843%,可为同类工程提供一定参考。

高烈度区办公塔楼黏滞阻尼减震设计与集成优化

高烈度区结构性能指标较难满足,常规设计思路会导致构件尺寸较大,材料用量较高。通过在不影响建筑功能且便于后期维护的部位(如建筑中的避难层或顶层等)附加黏滞阻尼减震系统,可引入附加阻尼比,从而减小地震响应,优化构件尺寸,减小主体结构的材料用量。同时,为了提高减震效率,可采用肘节式放大装置。将引入减震系统以提升结构性能,并进一步对主体结构进行优化设计的方法称为集成优化设计。最后,以高烈度区某办公塔楼为例,详细阐述了黏滞阻尼减震系统的设计及集成优化过程。

基于耗能保险丝的桥梁双柱墩减震控制研究

双柱式排架墩被广泛应用于桥梁下部结构,同时在历次破坏性地震中震害普遍且严重。基于保险丝的损伤控制理念,可通过设置防屈曲支撑(buckling restrained brace,BRB)等可更换的耗能装置来提升双柱墩的侧向承载力和耗能能力。当BRB按人字形和单斜式布置时,其耗能能力不能得到充分利用。该研究将肘节式支撑系统和BRB相结合,发展一种能够放大BRB位移的肘节式耗能减震体系,从而提升了BRB的耗能减震能力,并针对此保险丝体系,推导出由桥墩材料、几何属性和位移放大系数等无量纲参数控制的BRB核心段长度取值范围表达式,还绘制了位移放大系数的三维等高线图用于保险丝的设计。选择具有不同破坏形式的两个双柱墩进行保险丝设计,确定BRB的设计参数,建立动力分析模型并输入4组不同类型的地震动进行增量动力分析,考察了人字形、单斜式和肘节式BRB保险丝体系在不同地震动强度下对双柱墩的减震效果。结果表明:同等设计条件下肘节式BRB体系的减震效果最好,BRB的变形得到了放大并充分发挥了其滞回耗能作用,从而将双柱墩的地震损伤控制在轻微破坏甚至于弹性状态,而对应的人字形BRB体系减震效果则最差。

不同阻尼器布置机构下超高层建筑风振舒适度控制效果对比分析

阻尼器响应放大技术在超高层建筑结构风振控制中应用广泛,不同阻尼器布置机构的响应放大系数存在差异,有必要对其风振控制效果进行分析。以风振舒适度超限的某超高层建筑结构为例,分别采用反向肘节式支撑和剪刀型支撑两类黏滞阻尼器布置机构对其进行控制,并以单斜对角支撑布置为参照对比其控制效果,最后根据分析结果给出了超高层建筑风振控制建议。结果表明:经合理设计的反向肘节式支撑和剪刀型支撑均能起到放大阻尼器响应的作用,其中反向肘节式支撑控制效果(减振率38.9%)要优于剪刀型支撑(减振率35.1%),但剪刀型支撑相比之下能够节省更多空间,布置方式更为灵活,实际工程中可综合经济可行性、布设空间及舒适度要求等因素选用合适的阻尼器布置机构。

柔性智能化伺服压力机床的研究

以传统的机械压力机为研究基础,从柔性化、智能化、数字化、利于冲压成型作业等方面进行全面剖析,通过对其机身结构、传动原理、数字化控制和智能化运动轨迹及金属成型特性等方面进行综合分析研究,突破相关关键技术,成功研制出柔性智能化、数字化控制的区别于传统机械压力机和普通伺服压力机的新一代双点肘节式伺服压力机。

局部肘节消能装置的减振机制分析及其优化控制

传统的肘节式位移放大机构可以增大阻尼器变形从而提高结构减振效率,但其需占据较大空间,且相关的基于小变形假设的位移放大系数理论公式不能反映放大系数时变特性,难以实现几何构造优化。为此,提出一种以黏滞阻尼器为阻尼元件的局部肘节消能装置,其具有占用空间小、布置灵活等特点。基于几何关系推导局部位移放大系数解析解,并对其进行参数分析。分析结果表明:局部凸肘节消能装置的位移放大能力随下连杆与水平面夹角增大而增强,而局部凹肘节消能装置则与之相反;局部凸肘节消能装置的最优下连杆长度与装置高度之比位于[0.7,1.3]区间内,局部凹肘节消能装置的该比值约为0.7。根据改进D值法提出适用于框架结构的局部肘节消能装置层间位移放大系数计算方法。以消能装置在外部激励下最大侧移为基础,给出了针对层间位移放大系数的优化步骤,并通过算例分析验证局部肘节消能装置的可行性和几何优化方法的有效性。采用所提优化方法进行局部肘节消能装置设计,可有效增强其位移放大能力和振动控制效果。