消能减震技术在某高层框架结构抗震加固中的应用

某高层混凝土框架结构由于抗震等级的提高,导致原结构抗震构造措施无法满足抗震规范的要求。针对此情况,在结构主要楼层布置了轴向型金属抗震阻尼器,采用了消能减震技术进行抗震加固。结果表明,采用消能减震技术加固后,有效地降低了结构的地震响应,减小了地震作用下的层间位移角,达到了国家抗震规范要求。

装配式混凝土金属消能减震连接体系抗震性能分析研究

为了研究装配式混凝土金属消能减震连接体系的抗震性能,对金属消能减震连接体系和普通预制装配式框架进行了数值仿真分析,分析了消能器不同设计参数对该体系抗震性能的影响。分析结果表明:金属消能减震连接体系的抗震性能优于普通预制装配式框架,屈服位移有显著提高,较好的延缓了梁端的破坏,对梁端保护作用明显,并且有效的解决了梁端后浇区施工困难的问题;金属消能器腹板高度越小耗能效果越好,但初始刚度及承载力也越小;翼缘板厚度越小消能器越早屈服耗能,但过小的翼缘板厚度会导致耗能能力不足,并且应变过大会导致其与梁柱连接部位被破坏;随着消能器高度的增加,构件跨中弯矩越大,也越早屈服耗能,但过大的消能器高度会导致其弯曲变形严重。

新型全域屈服固接耗能钢棒阻尼器数值模拟及分析

为改善现有金属阻尼器受力不均、延展性小、震后难以更换等问题,提出一种新型全域屈服耗能钢棒阻尼器,用于提高建筑结构的抗震性能。阻尼器采用耗能钢棒作为耗能元件,耗能钢棒经过截面设计后能实现全截面同时屈服,且方便震后更换。通过有限元数值模拟表明全域屈服耗能钢棒阻尼器滞回曲线饱满,耗能能力强,验证了全域耗能钢棒阻尼器设计合理性,可有效提升钢棒的耗能能力和延性性能,最后探究了钢棒半径、数量、长度对阻尼器力学性能的影响。分析结果表明:耗能钢棒能实现全截面屈服,滞回曲线饱满,性能稳定优越。耗能钢棒半径、长度、数量对阻尼器性能影响显著。阻尼器的耗能性能与钢棒半径、数量成正比,与钢棒长度成反比。

金属阻尼器在结构抗震加固中的应用技术研究

当采用消能减震技术对结构进行抗震加固时,金属阻尼器因其具有耗散能量良好、性能稳定、构造简单、安装方便、成本低廉等优点,得到了广泛的应用。各项分析研究表明,金属阻尼器的合理应用不仅可以有效降低结构震害,还可以在一定程度上对结构抗震性能进行改善和优化。文章主要在此背景下对金属阻尼器在结构抗震加固中的应用技术进行初步探讨,希望给有关结构设计工程师们提供一定参考。

装有新型梁端金属耗能器的装配式框架节点拟静力试验研究

为了避免装配式混凝土框架结构梁柱节点的二次现浇,得到耗能性能更好的梁端金属耗能器,在伏焕昌提出的金属耗能器基础上增加不同形式的腹板开洞,提出了2种新型梁端金属耗能器BMD1、BMD2。基于拟静力试验,研究了安装2种耗能器的装配式框架节点JD1和JD2的承载力和变形性能。通过观察节点的破坏形态、分析节点的滞回曲线和骨架曲线,试验结果表明:1) 2种节点都是以梁端金属耗能器发生塑性变形而破坏,且滞回环饱满,2组节点的平均位移延性系数均高于4.0;2)JD1的极限抗弯强度更强,且极限位移变形也始终比JD2大,但JD2承载力退化整体上比JD1稳定,且耗能能力优于JD1;3)在塑性变形时,JD2的钢材没有出现明显的撕裂现象,认为JD2比JD1更适合在实际工程中使用。

消能减震技术在结构抗震加固工程中的应用

以北京地区某带转换层的复杂高层结构抗震加固项目为工程实例,采用有限元分析软件SAP2000对原结构与设置复合金属阻尼器后结构进行了动力弹塑性时程分析,比较了罕遇地震作用下的结构变形特征、构件内力及剪力墙连梁变形等非线性动力响应。分析结果表明,复合金属阻尼器滞回曲线饱满、耗能明显、减震性能良好,在罕遇地震作用下结构达到了"大震不倒"的设防目标,可供同类工程参考。

昆山某中学教学楼消能减震加固设计

昆山某中学教学楼为混凝土框架结构,竣工于2008年。本工程原为职业培训学校,抗震设防类别为标准设防类,改造加固后需满足重点设防类相关设计要求。常规加固方法对原有主体结构加固范围广且难度大,为缩短改造施工周期,尽量降低加固费用,采用消能减震的加固设计方法。根据现行规范相关要求,通过设置一定的消能构件,控制结构在大震下的位移,降低结构的抗震构造要求,在经济且方便施工的前提下满足抗震加固的要求;消能减震构件可提供一定的初始刚度,通过可靠连接,使消能子结构与主体连成整体,共同抗震。

基础隔震-外挂墙板减震钢筋混凝土框架振动台试验研究

该文提出一种新型的基础隔震-外挂墙板减震混合控制结构(简称“隔震-减震结构”)。该结构采用铅芯橡胶隔震支座作为基础隔震装置,上部结构则采用外挂墙板与U型金属消能器联合构成减震系统。通过减震与隔震混合控制,实现主体结构和围护墙体在罕遇地震下不发生损伤,可用于对韧性性能要求较高的生命线工程中。为对比研究隔震-减震结构与传统隔震结构的抗震性能,设计制作了一个在两方向上完全一致的1/2缩尺基础隔震钢筋混凝土框架结构,并在Y方向附加外挂墙板和U型金属消能器,形成隔震-减震结构,X方向不含外挂墙板,为隔震结构。分别在两个方向输入单向地震动进行振动台试验,试验结果表明:相比隔震结构,隔震-减震结构能进一步降低结构在设防和罕遇地震下的位移响应;隔震-减震结构在罕遇地震下最大层间位移角小于或接近钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值,主体结构保持弹性,外挂墙板未出现损伤,可以实现预期的性能目标。

消能减震结构的损伤集中分布研究

消能减震结构是一种应用前景非常广泛的结构抗震体系。利用能量平衡的原理,采用质点系振动模型,通过对建筑结构模型进行地震响应和能量耗散的时程分析,讨论了在结构中设置薄弱层即消能层,控制结构在地震中的损伤集中分布在结构消能层的理论可行性,研究了所布置阻尼器及结构薄弱层的参数对损伤的集中程度的影响。结果表明设置消能层能够集中损伤,并可以减少消能层上部主体结构的截面尺寸,达到节省建筑材料提高经济效益目的。

一种可用于预制装配式混凝土框架结构的软钢阻尼器

针对普通预制装配式混凝土框架结构抗震性能差,节点施工复杂等问题,提出了新型预制装配式混凝土框架金属消能减震连接体系。为进一步提升该体系的抗震性能,根据体系中金属阻尼器的受力特点开发了一种弯曲型金属阻尼器——双弯曲板阻尼器,阐明了其构造特点和耗能原理。采用有限元分析软件对加装双弯曲板阻尼器的预制装配式混凝土框架构件进行了仿真分析,结果表明:双弯曲板阻尼器构造合理,耗能效率高,且可满足结构的承载力需求;提高了装配式混凝土框架的节点耗能能力和延性;改善了装配式混凝土框架结构的整体性和抗震性能。双弯曲板阻尼器是一种适用于该体系且具有消能-承载双功能的消能装置。

含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构混合试验研究

在外挂墙板与主体结构间引入耗能连接可形成减震外挂墙板。现阶段缺乏对含减震外挂墙板装配式混凝土结构动力响应和减震效果的试验研究。为此,该文章设计了一榀6层3跨含减震外挂墙板平面框架结构(简称“减震结构”)以及一榀作为对比的纯框架结构(简称“抗震结构”),取底部中跨两层作为试验子结构,其余部分作为数值子结构,开展了两结构的混合试验。基于试验结果,分析了含减震外挂墙板装配式混凝土框架结构的损伤模式和动力响应,揭示了外挂墙板与主体结构协同工作的减震机理。结果表明:减震结构与抗震结构的损伤模式基本一致,均为梁端、柱底先后出现塑性铰,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤演化模式;试验过程中,外挂墙板本身以及墙板与结构连接处均未出现裂缝,墙板可将结构层间变形有效传递至消能器;设防、罕遇和极罕遇地震下,减震结构的最大层间位移角较抗震结构分别减小了12.59%,17.68%和10.34%,具有较好的减震效果。

金属阻尼器在剪力墙结构消能减震技术中的应用设计

简述了消能减震技术在国内的发展现状以及消能减震技术的原理,并以一种位移型钢滞变阻尼器在混凝土剪力墙住宅结构中的设计计算过程为例,简述了金属阻尼器在结构减震设计的过程和要点,包括减震目标、阻尼器布置原则、计算要求等。明确了阻尼器的质量检测要求和施工注意事项。阻尼器在剪力墙结构中的应用为提高剪力墙结构住宅的抗震性能,提高其建筑品质提供了一条新的选择。对广大结构设计人员了解和把握结构消能减震设计具有一定参考价值。

高烈度地区超高层建筑减震设计要点

海航豪庭1#SOHO办公和酒店楼主体结构总高度132.450m,室内外高差1.200m,是存在竖向刚度突变的超高层结构,设计中采用了BRB防屈曲支撑和MD阻尼器;C13-2#办公楼主体结构总高度128.300m,室内外高差0.300m,出屋顶部分设有13.6m高装饰架,设计中采用了基于连梁型金属抗震消能器的消能减震。本文通过对比分析在海口设计的两个超高层项目,总结了减震措施从选型到施工图的设计要点,为以后类似的高烈度地区的减震设计提供参考。

海南某小学食堂减震设计分析

以海南某小学食堂框架结构为例,针对弹性层间位移角不满足规范要求的问题,采用金属复合阻尼器对该框架结构进行减震设计分析。采用ETABS软件对该小学食堂原结构和减震结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析,并采用SAUSAGE软件进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比分析结构消能减震设计前后的地震响应和金属复合阻尼器的工作性能。分析结果表明:在地震作用下,金属复合阻尼器具有良好的耗能性能,能有效降低结构在地震作用下的动力响应,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,从而提高整体结构的抗震性能,实现"小震不坏,大震不倒"的抗震设防目标。

附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明:在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。