金属密封无摩擦阻尼器介绍及工程应用

无摩擦金属密封阻尼器(FRICTIONLESS HERMETIC DAMPER)区别其它普通抗震阻尼器的特性,表现在阻尼器相对运动过程中几乎没有摩擦力产生。由于金属波纹管密封件的采用,金属密封阻尼器可以提供更大的功率,产生的热量随时平衡消散,可以承受更高的内部温度而不破坏,阻尼器的耐久性、稳定性大幅提高。这类阻尼器可以用于振动幅度很大、频率较高的外界环境下。在土木工程领域已有部分项目采用这类阻尼器,如伦敦千禧桥、芝加哥凯越酒店TMD系统等。在这类阻尼器应用过程中,对于普通阻尼器有些情况并不适用,而应采用可以提供更高功率的金属阻尼器。

新型金属-摩擦阻尼器试验研究及数值分析

传统的屈曲约束支撑通常被设计为在大震作用中消耗能量,小震作用下为该结构提供了抗侧刚度。为了克服这一缺点,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种基于屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器串联的新型阻尼器,对该阻尼器进行了低周反复荷载试验,分析了其滞回性能、刚度退化等。试验结果表明:新型金属-摩擦阻尼器滞回曲线饱满,通过设置不同的螺栓预紧力可以使阻尼器达到分阶段能耗的目标。利用ABAQUS数值仿真软件对新型金属-摩擦阻尼器进行了数值分析准确性验证。并通过改变模拟试件屈服比例值,了解屈服比例变化对新型金属-摩擦阻尼器抗震性能的影响。结果表明:数值模拟滞回曲线与试验曲线基本一致;屈服比例的增加对阻尼器刚度退化、滑动承载力有明显影响。

新型金属-摩擦阻尼器混凝土框架抗震性能分析

针对传统屈曲约束支撑在多遇地震下不能屈服耗能的问题,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种串联式受力体系的新型金属-摩擦阻尼器及其耗能减震结构,以实现结构在多遇地震下屈服耗能目的。以新型金属-摩擦阻尼器框架为研究对象,借助SAP2000软件,进行多遇和罕遇地震作用下的性能分析,并将其与无控框架和传统屈曲约束支撑框架的抗震性能进行对比分析。结果表明,对比于传统屈曲约束支撑结构,新型金属-摩擦阻尼器框架结构在多遇地震下,呈现出更小的楼层位移、层间位移角、顶层加速度和顶层位移。

支承发动机管路的金属橡胶阻尼器隔振性能研究

研究了金属橡胶阻尼器的干摩擦阻尼性能,以及不同参数对金属橡胶阻尼器的阻尼特性的影响.实验表明,金属橡胶阻尼器的成型密度、安装后的相对变形量、构件的制作工艺等参数对阻尼器的阻尼性能有着不同程度的影响.在研究中,针对一定的基本参数得到了一系列优化参数.实验结果为金属橡胶材料在航空发动机管路支承中的应用提供了理论和实验依据.

不同密封结构的挤压油膜阻尼器

分析了不同密封结构挤压油膜阻尼器的特点,并利用金属橡胶材料的节流特性,设计了一种端部安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器,该阻尼器既具有良好的阻尼特性又有好的散热性能。

既有结构位移型阻尼器加固抗震性能分析与对比

为研究金属阻尼器与摩擦阻尼器对既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固效果,运用有限元软件SAP2000进行弹塑性动力时程分析,对比在相同布置方案及相同刚度条件下,金属阻尼器和摩擦阻尼器加固对既有结构层间位移角、层间剪力、耗能及塑性铰分布等地震响应的改善效果.结果表明两类阻尼器均能明显地减轻地震作用对主体结构造成的损伤;摩擦阻尼器在层间位移角和塑性铰控制方面的加固效果明显优于金属阻尼器,而在层间剪力和耗能方面,金属阻尼器较摩擦阻尼器作用效果明显.

核电厂阻尼器的应用及创新

在建筑、桥梁与核电站中应用阻尼器可以很好地在地震来临时保护结构物和构筑物的安全,阻尼器可以视为一种结构保护装置。阻尼器是核电站中管道与机械设备的重要安全保护装置。本文从制造、使用和测试3个方面分别介绍了目前结构保护系统中阻尼器的相关内容,并对比了核电领域与土木工程领域中对抗震阻尼器的不同理解和认知,文中也对核电领域阻尼器的应用的创新和发展提出了建议。

旧金山弗里蒙特街181号建筑用带泄压阀的双功能阻尼器的应用

如今工程技术水平不断发展,人们对各种建筑结构的需求也随之更新与改变,已经不仅仅局限于结构在地震中的安全性,同时也对其在大风中保持舒适性等指标的要求提出了更为严苛的标准。本文以美国加利福尼亚州旧金山的某核心筒+巨型框架体系超高层建筑工程为例,讲述了其所采用一种带泄压阀的双功能阻尼器来进行抗震与抗风设计的独特方法,最后介绍了本工程所采用的能够同时抗风和抗震的双功能阻尼器的工作原理,并给出了对该项目所用阻尼器进行的各项测试及其测试报告。

工程结构用液体黏滞阻尼器的漏油原因分析

液体黏滞阻尼器的漏油问题,世界上仅有少数阻尼器生产厂可以较好的解决。对于应用到振动频繁的斜拉索、TMD等工作环境下的阻尼器,很容易发生漏油问题,引起阻尼器失效,甚至结构破坏。平时不漏油,在强烈地震下漏油破坏的阻尼器会给结构带来更坏的恶果。通过分析可能漏油的原因,介绍世界先进厂家和阻尼器设计理念,找出解决漏油问题的途径。

多层环形钢板阻尼器的静力学研究

为了满足高温、低温、腐蚀环境特殊工况下阻尼减振的需要,对以干摩擦阻尼进行减振的阻尼器的开发一直是工程技术人员的一个主要研究方向。多层环形钢板阻尼器是借助于载荷作用下多层金属环之间的干摩擦力耗散能量,实现阻尼隔振的一种新型阻尼器。为此,从弹性力学的角度建立静力学模型,对多层环形钢板阻尼器的弹性元件进行静力学研究。通过选取应力函数对力学模型进行求解,得出此种类型阻尼隔振元件承受载荷时的力学特性,为设计及应用该种类型阻尼器提供理论依据。

双阶受力干式装配梁-柱节点抗震性能试验研究

研究提出了一种双阶受力干式装配梁-柱节点(DADBJ)。该节点的关键组件是摩擦铰(RFH)和预设缝防屈曲钢板(SBRSP),具备2个受力工作阶段和损伤集中易修复的特性。为了验证DADBJ构造的合理性,揭示其双阶段受力工作机理,设计加工了DADBJ试件,以SBRSP的预设缝隙宽度作为试验变量,进行了2个工况的低周往复拟静力试验。结果表明:提出的DADBJ构造实现了预期的双阶段受力特性,第一阶段由RFH提供节点的力学性能,第二阶段由RFH和SBRSP共同提供节点的力学性能;DADBJ的损伤集中于芯板,通过更换SBRSP芯板对节点快速修复,节点的性能可恢复到初始状态;SBRSP的预设缝隙宽度可直接决定DADBJ第二阶段的启动位移;提出的DADBJ双阶屈服荷载理论公式和二阶启动位移理论公式精确度好。该研究可为装配式框架结构和多阶受力型结构的设计和研究提供参考。

北京未来城学校教学楼钢结构设计与分析

北京未来城学校教学楼的地上部分采用钢框架结构,并设置2道结构缝将造型奇特的教学楼分为3个部分。教学楼地下部分不设缝连为整体,采用钢筋混凝土框架结构。钢连廊跨度为33 m,采用2层通高桁架结构。钢连廊与两侧主体结构采用弱连接,通过对比3种支座方案,选用布置金属摩擦摆隔震支座+黏滞阻尼器的方案。对钢连廊与两侧主体结构整体模型进行动力弹塑性时程分析,连廊整体作为刚体随3层主楼楼面发生地震响应,隔震支座的隔震效果显著。此外,介绍了本项目中钢筋混凝土梁与钢骨混凝土柱连接节点及梁配筋的注意事项,为后续相关工程设计提供参考。

预制装配式结构梁柱节点被动耗能减振技术研究现状及展望

由于预制装配式建筑在高烈度地震区的抗震性能较差,限制了其推广使用。预制装配式框架结构作为一种常用的抗震体系,核心部位梁柱节点的连接是影响其抗震性能的主要因素。被动耗能减振技术作为一种成熟的结构振动控制技术应用于预制装配式结构中,可以显著提高结构的抗震性能。将耗能器放置于梁柱节点外部或者内部,既与节点形成新的整体部件,又实现自身被动耗能减振,形成“承载-耗能”双功能的新型节点。总结了目前常用的被动耗能减振技术中已经成熟的摩擦阻尼器和金属阻尼器复合形成的预制装配式结构梁柱节点,梳理了本课题组首次提出的预制梁柱耗能铰节点后的研究发展现状以及局限,提出了一种预制装配式结构梁柱摩擦-金属屈服两级耗能节点,形成了高性能预制装配建筑结构抗震体系,对提高我国装配式结构设计要求和推广装配式结构的实际工程应用,具有重要的参考意义。结合作者在该领域的研究工作和成果,给出了该领域的研究方向和未来的发展趋势。

±800kV穿墙套管的地震响应与振动控制

特高压直流穿墙套管是换流站的重要设备,地震易损性高。本文为评估穿墙套管的抗震性能,首先建立了±800kV穿墙套管有限元模型并进行了地震响应分析,针对其响应过大不满足工程要求的问题,提出了在穿墙套管根部布置金属摩擦阻尼器的减震方案,并对带有减震阻尼器的穿墙套管进行了地震响应分析,对比了未安装和安装阻尼器的穿墙套管在地震下的响应。分析结果表明:安装金属摩擦阻尼器能有效降低穿墙套管顶部加速度和根部应力,顶部加速度响应平均减小了34%,根部应力平均降低了54%,振动控制效果明显。减震后的穿墙套管可满足抗震设计要求,故增设阻尼器可大幅度提高穿墙套管的抗震性能。

±800 kV滇西北特高压直流工程穿墙套管抗震性能研究

在高海拔、高地震烈度地区,良好的抗震性能是特高压直流穿墙管研制和运行的关键。针对滇西北特高压直流工程送端新松换流站9度地震烈度设防要求,为解决穿墙套管的抗震性能难题,评估穿墙套管的抗震性能,建立了新松站±800 kV穿墙套管及阀厅的有限元模型并进行地震响应分析。仿真结果发现设备应力响应较大,为增加应力安全裕度,提高设备抗震可靠性,提出了在穿墙套管根部布置金属摩擦阻尼器的减震方案,以提高套管整体抗震性能。同时根据仿真计算结果设计和研制了开展振动台试验所用的套管支架,对工程供货直流穿墙套管真型设备开展振动台试验研究,对比安装阻尼装置前后的直流穿墙套管地震响应发现:该方案可有效降低穿墙套管的地震响应,其最大应力和最大相对位移分别下降39.2%和71.3%,应力安全系数由1.53提高至2.52,显著提升了直流穿墙套管的抗震性能,满足滇西北工程抗震技术要求。