连梁阻尼器在高地震烈度区剪力墙结构中的应用研究

结合某高地震烈度区的实际工程项目,研究连梁阻尼器在剪力墙结构中的受力特点、设计方法,采用ETABS程序进行结构减震性能分析和弹塑性性能评估。连梁阻尼器在地震作用下不但可以成为剪力墙结构可靠的耗能构件,减小地震响应,还可有效地控制结构损伤模式,防止混凝土连梁的剪切破坏,减少混凝土构件的损伤,实现耗能构件震后的可更换性。建议采用设防烈度评估消能减震结构的性能,以“损伤控制”的概念进行设计。设置连梁阻尼器的剪力墙结构更容易实现结构构件中震少修的损伤控制目标。

连梁阻尼器在高层住宅减震中的应用分析研究

文章对位于9度区的高层住宅剪力墙结构,采用一种新型装配式连梁阻尼器进行消能减震分析,分别建立了原结构模型、消能减震非线性计算模型,在有限元软件中对其进行抗震数值模拟分析。在多遇地震下,消能减震模型与原结构模型相比,对楼层剪力和层间位移角均能够有效降低;在罕遇地震下,结构层间位移角小于限值1/120。实际工程案例分析结果表明,使用连梁阻尼器后能够有效提高高层住宅剪力墙结构的抗震能力。

等效力控制方法在连梁阻尼器拟动力子结构试验中的应用

等效力控制方法用反馈控制求解拟动力试验隐式逐步积分方法的非线性方程,避免了复杂耗时的迭代过程。应用等效力控制方法完成了以连梁阻尼器为试件的拟动力子结构试验,检验了其对双肢剪力墙结构的减震效果。介绍了等效力控制方法原理和一些关键参数的选取方法,介绍了装有连梁阻尼器的双肢剪力墙结构模型,并对此结构模型进行了拟动力子结构试验。研究结果表明:通过合理选取等效力控制器参数和力-位移转换系数,等效力控制方法具有很好的稳定性和精度;连梁阻尼器对双肢剪力墙结构反应有很好的控制效果。

设计参数对铅黏弹性连梁阻尼器力学性能分析

目的研究铅芯边距、铅芯直径、剪切钢板与约束钢板厚度比、复合黏弹性层中薄钢板与黏弹性层厚度比以及剪切模量对其力学性能的影响,给出各设计参数的建议值.方法采用ABAQUS软件建立铅黏弹性连梁阻尼器的有限元模型;然后对15组铅黏弹性连梁阻尼器进行参数分析,研究不同设计参数对铅黏弹性连梁阻尼器力学性能的影响规律;最后给出各设计参数的取值建议.结果铅黏弹性连梁阻尼器滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力.各设计参数对铅黏弹性连梁阻尼器力学性能具有不同程度的影响,铅芯直径显著影响屈服荷载、屈服位移、最大阻尼力和等效黏滞阻尼比,对屈服后刚度具有较大影响;铅芯边距和剪切钢板与约束钢板厚度比主要影响屈服位移,而铅芯直径、剪切模量主要影响屈服后刚度;薄钢板与黏弹性层厚度比和钢材类型对力学性能影响较小.结论铅芯宜对称布置在复合黏弹性层外侧,铅芯边距取1～1. 5倍的铅芯直径;铅黏弹性连梁阻尼器需求的屈服承载力可由铅芯直径大小确定;剪切钢板与约束钢板厚度比取1. 00～2. 00,且剪切钢板厚度宜取0. 8倍的复合黏弹性层厚度;薄钢板与黏弹性层厚度比取0. 4～0. 8,且优先取较小值;宜选用低硬度的黏弹性材料和强度高的钢材以保证阻尼器正常工作,发挥其稳定的耗能能力.

金属连梁阻尼器在高层剪力墙结构的设计方法

目的研究金属连梁阻尼器在高层剪力墙结构的设计,解决在高层剪力墙结构连梁中如何合理的布置金属阻尼器的问题.方法使用钢剪切型阻尼器对某高层剪力墙结构进行消能减震设计,从减震原理出发,展现阻尼器如何通过为结构提供更大的附加阻尼比和影响结构的主振周期,进而降低结构的水平地震影响系数,实现显著降低结构在地震作用下的反应的过程,并对消能减震结构进行经济技术分析.结果阻尼器的设置增大了单位工程造价,但可使结构在地震下使用功能连续,虽然略增大造价,但保证了建筑物的安全及功能;基底剪力可减小13%～42%,最大层间位移角可减小15%～47%,倾覆力矩可减小32%～52%,保障了人民的人身安全和财产安全.结论通过计算无控结构在多遇地震下的层间位移以及结构待布置连梁位置处的内力,确定阻尼器的设计屈服位移和屈服力,并将阻尼器均匀的布设在每一层可大大降低结构的地震反应,为工程人员进行类似的高层剪力墙消能减震设计提供了经验和参考;阻尼器的设置虽然导致造价略有增加,但可显著的降低结构各项指标在地震作用下的反应.

轴向效应对剪切钢板连梁阻尼器的性能影响分析

剪切钢板连梁阻尼器在实际工程中受到的轴向效应较为明显,本文将探讨轴向效应对剪切钢板连梁阻尼器力学性能的影响。采用ABAQUS有限元软件对存在轴向效应的剪切钢板连梁阻尼器进行受力分析,结果表明:剪切钢板连梁阻尼器的屈服荷载和初始刚度会随着轴向效应的增大而减小;过大的轴向压力会导致阻尼器轴向失稳,承载力急剧下降;阻尼器的峰值荷载、等效黏滞阻尼系数和屈服后刚度随着轴向压力的增大而减小,随着轴向拉力的增大而增大。轴向位移对剪切钢板连梁阻尼器的初始性能影响较大,阻尼器的屈服荷载和初始刚度随着轴向位移的增大而减小,最大偏差超过了50%;随着剪切钢板连梁阻尼器的水平剪切位移的增大,轴向位移的影响会随之消失,对阻尼器的峰值荷载影响较小。

采用铅黏弹性连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震分析

针对高烈度区某高层框架-核心筒结构弹性层间位移角不满足规范要求,采用铅黏弹性连梁阻尼器进行消能减震设计。分别通过ETABS和PERFORM-3D软件对原结构和减震结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比结构减震前后的地震响应并分析阻尼器的耗能表现。结果表明,铅黏弹性连梁阻尼器用于框架-核心筒结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,发挥连梁第一道防线的作用,保护主体结构的安全。

带可更换连梁阻尼器的装配式剪力墙结构抗震性能研究

装配式剪力墙建筑结构是一种适应建筑工业化发展趋势的住宅结构形式,如何提高其抗震性能是其应用发展迫切需解决的问题。在已有连梁阻尼器的对比分析基础上,提出一种改进的多菱形孔钢板阻尼器作为装配式剪力墙结构的可更换连梁阻尼器,利用ANSYS Workbench进行参数分析及优化,进而应用于某装配式剪力墙实际工程中的弹塑性计算分析中,考察其应用可行性。分析表明,此种阻尼器能有效降低结构地震响应,减少装配式剪力墙结构的构件损伤数量,具有良好的安全性和经济性;其可更换的特性及简便的优化设计方法,非常适合装配式结构快速便捷的产业化应用需求。

连梁阻尼器在某装配式建筑中消能减震分析

某装配式商住楼地处结构水平地震反应较大地域,为提高装配式商住楼的结构抗震设防水平,特在结构连梁中加入阻尼器,以达到消能减震的作用。在该楼连梁部位加入连梁阻尼器后,有效提高了结构的总阻尼比,降低了底部剪力,提高了结构的抗震性能;并且连梁剪力得到合理控制,解决了地震作用下非减震结构的连梁剪压比超限的问题,使连梁具有足够的承载力和延性;采用反应谱法进行结构内力配筋验算时,附加刚度可根据阻尼器在多遇地震下的割线刚度进行模拟。

浅析耗能剪切型连梁阻尼器在大型场馆类项目中的应用

针对目前消能减震技术中新兴的连梁阻尼器技术,结合郑州博物馆新馆项目实际应用阐述其特点。连梁阻尼器作为剪力墙中的可更换构件在郑州市博物馆新馆项目结构形式采用型钢(钢筋)混凝土框架+抗震墙(筒)体系,共设计10个核心筒,核心筒剪力墙为实腹钢板剪力墙。通过结构计算和深化设计,耗能连梁阻尼器技术的应用能够极大的降低结构施工风险,以较少措施费用的投入,降低施工管理过程中不可遇见的风险因素,从而达到节约施工成本,确保工程质量,确保施工安全的目的。本文结合实际对连梁阻尼器的工作状况进行研究,总结阻尼器对结构性能的影响,探索现场施工工艺,为后续联肢剪力墙结构体系的研究与工程应用提供资料和数据支撑。

高地震烈度区设置连梁阻尼器消能减震结构设计与分析

结合某高地震烈度区实际工程,对设置连梁阻尼器的剪力墙结构进行消能减震计算分析。分析表明,消能减震结构比常规抗震结构在地震作用下的基底剪力减小了约16%~18%,倾覆力矩减小了约20%,最大层间位移角减小了约18%~24%;且设置连梁阻尼器后,连梁剪力得到合理控制,解决了小震作用下非减震结构大量连梁剪压比超限的问题,使连梁具有足够的承载力和延性。其次,采用动力时程反应分析对消能减震结构的附加阻尼比进行了计算分析并验证,证明消能减震结构的附加阻尼比取用3%比较合理且偏于安全。再次,对消能减震结构进行了大震弹塑性分析并考虑双向地震作用,通过滞回曲线看出连梁阻尼器在提供抗侧刚度的同时耗能明显,有效保护了主体结构构件的损伤,且大震弹塑性位移角满足规范相应要求。最后,对连梁阻尼器连接的设计提出了建议。

浅谈连梁阻尼器在高层剪力墙结构中的应用

本研究结合在建工程施工实例,简要介绍高层剪力墙结构中设置连梁阻尼器的工作原理、作用、施工工艺技术及施工时应该注意的问题。

钢连梁阻尼器在框筒结构中的应用研究

结合工程实例,介绍了钢连梁阻尼器在框架核心筒结构中的设计思路,并建立了Perform 3D模型,对使用钢连梁阻尼器的结构进行了动力弹塑性时程分析,结果表明,钢连梁阻尼器能充分耗散地震能量,为结构提供附加阻尼比,减轻结构的地震反应。

连梁阻尼器的初步设计方法

文章介绍了连梁阻尼器的初步设计方法。在消能减震方案前期比选阶段,可采用阻尼器变形分析方法来评估连梁阻尼器的变形;在消能减震初步设计阶段,在不改变原结构受力性能的前提下,可采用两种刚度等效方法设计连梁阻尼器的刚度、屈服荷载、屈服位移以及极限荷载等力学参数。

联肢剪力墙连梁阻尼器伪静力试验研究

连梁阻尼器属于平面内屈服型软钢阻尼器。通过对11个连梁阻尼器进行伪静力试验研究,结合试验现象及力-位移关系曲线对各型号连梁阻尼器的屈曲和破坏状况观察,判断其工作性态。采用数据拟合法对伪静力试验数据分析得到连梁阻尼器的双线性刚度、极限承载力和等效阻尼比的经验公式,为工程设计提供阻尼器的力学特性和本构关系。文中采用的研究思路为:提取试验结果,有限元模拟、调参,以调参后的有限元模型的解作为精确解,虚拟多种型号阻尼器,计算双线性刚度、极限承载力,回归经验公式,并确定阻尼器耗能能力评价标准。通过伪静力试验得出:双列孔连梁阻尼器的滞回性能良好,呈现整体屈曲;建议采用孔间柱长宽比α>2.5,两列孔的列间距与孔间距之比γ≥1.0,开孔率p∈[5%,20%]的双列孔连梁阻尼器。

联肢剪力墙连梁阻尼器地震模拟试验研究

采用拟动力试验方法,对连梁阻尼器进行地震模拟试验研究,模拟结构的真实地震响应。首先,选取简单的单片双肢剪力墙结构模型,每层附加一个连梁阻尼器,选取El Centro和Taft两条地震波,分别进行35gal、140gal、220gal和620gal拟动力试验,构成8种试验工况;随后将其等效成单质点附加阻尼器体系,单质点系作为数值子结构,附加的阻尼器作为试验子结构,进行拟动力子结构试验,同时进行数值仿真验证。对比数值模拟与试验结果得出:拟动力子结构试验可以真实模拟结构地震响应;地震波输入过程中,连梁阻尼器性能稳定,无局部屈曲,对结构的减震效果良好,地震动能量输入越大,阻尼器发挥的作用越大。

高阻尼黏弹性橡胶连梁阻尼器力学性能试验研究

黏弹性橡胶阻尼器是一种兼具黏滞性和弹性两种特性的阻尼器,耗能能力良好,可以同时为结构提供附加刚度和附加阻尼。通过对高阻尼黏弹性橡胶连梁阻尼器进行循环加载试验,研究了其基本力学性能,分析了该阻尼器在低周疲劳加载和高周疲劳加载下的基本力学特性。研究结果表明:高阻尼黏弹性橡胶连梁阻尼器的耗能能力优良;该阻尼器的储存刚度、损失刚度、损失系数受变形幅值的影响较大,受加载频率影响较小;等效阻尼系数与频率呈现反比例函数关系;该阻尼器的基本力学性能在低周和高周疲劳加载下呈现出较明显的衰减。

连梁阻尼器在剪力墙结构中的减震效果分析

地震作用下剪力墙结构中的连梁阻尼器能够有效的耗散地震作用,并且震后修复相对简单,具有较为广泛的应用前景,所以有必要分析连梁阻尼器在剪力墙结构中的减震效果。本文采用快速非线性分析方法对剪力墙结构中的连梁阻尼器减震效果分析,同时分析了连梁阻尼器布置位置对减震效果的影响。研究表明:地震作用下连梁阻尼器为结构提供附加阻尼并发挥耗能作用,有效降低了剪力墙结构的地震力和层间位移角,大震作用下连梁阻尼器耗能效果更为明显;综合减震效果及经济性,连梁阻尼器宜布置于剪力墙结构的中上部。

新型可更换粘弹性复合连梁阻尼器的耗能性能研究

对一种新型可更换粘弹性复合连梁阻尼器(Viscoelastic coupling dampers,VCD)的耗能性能进行了仿真分析,研究了该连梁阻尼器在多种工况下的耗能特点和不同参数对其的影响。结果表明,VCD拥有多种耗能机制,大小震均能发挥作用。VCD的耗能效果对加载频率有一定依赖性,其两端的加载频率越高,VCD的耗能效果表现越差;延性保险丝的屈服力会限制阻尼器中粘弹性材料剪切变形幅值,是保护粘弹性阻尼器的重要因素;在不超过粘弹性材料极限应变幅值的情况下,粘弹性层厚度越薄,阻尼器的耗能能力越好;粘弹性材料层数越多,粘弹性阻尼器的阻尼力值越大,滞回曲线越饱满,阻尼器的耗能能力就越强;粘弹性材料层的受剪面积越大,粘弹性阻尼器的阻尼力越大,阻尼器的耗能效果越明显。

基于Kriging代理模型的连梁金属阻尼器性能研究与参数优化设计

连梁阻尼器是剪力墙连梁结构中主要的耗能部件,其构造形式直接影响剪力墙的性能。本文从连梁阻尼器的几何特征入手,在用料相同的前提下,对四种典型开孔形式金属平面内屈服连梁阻尼器进行耗能性能对比研究,引入Kriging代理模型,构造出不同开孔尺寸与滞回耗能的关系。然后,分别对四种开孔形式的连梁阻尼器几何参数进行进一步优化,以获得最优构型。为简化优化迭代过程中反复的多步加载非线性求解计算,在优化过程中以Kriging代理模型作为反演优化平台,代替原有的几何参数与滞回耗能关系,并采用最大期望提高加点方法,不断提高代理模型在最优解附近的精度,在提高代理模型的代理精度同时,也提高了优化设计效率。所提算法为寻求一种形式简单、性能优越的金属平面内屈服连梁阻尼器提供了新的解决框架。