抗风用黏滞流体阻尼器及相关测试

深圳赛格大厦的晃动事件使得抗风用黏滞流体阻尼器重新进入公众视野。目前抗风阻尼器的使用率还没有抗震阻尼器那么高,但也有许多安装了阻尼器的建筑结构工程实例成功地通过了大风的考验,提高了结构的舒适度,达到了设计规范的要求。与抗震阻尼器相比,抗风阻尼器有着某些独特之处。结合深圳恒裕金融中心项目,分别介绍了黏滞流体阻尼器的几项关键技术、抗风用黏滞流体阻尼器的特点、一般性性能测试与抗风专项性能测试的内容,以及安装后抗风效果的实际测试项目的内容与方法。最后提出现行的阻尼器相关规范和标准主要针对结构抗震,对抗风用黏滞流体阻尼器在某些情况下已经不再适用,应该对其进行相应的修改与补充,增加抗风用黏滞流体阻尼器的内容。

采用黏滞流体阻尼器的桥梁支座抗震加固方法

针对桥梁固定支座剪断后地震位移无法控制的问题,提出采用黏滞流体阻尼器(FVD)进行抗震加固的方法。以某连续梁桥为背景,采用非线性时程动力分析方法对FVD的加固方式与参数选取进行分析。结果表明:固定支座有可能在桥墩出现塑性铰之前发生破坏;分散设置FVD可更有效地控制支座地震位移,且对桥墩的地震内力影响不大,可作为桥梁支座剪断后的抗震加固方法;阻尼系数和速度指数是FVD的主要参数,应从抗震加固性能与工程造价两方面进行比选,在满足支座位移与桥墩内力可控的前提下,应选择阻尼系数较小、速度指数较大的FVD进行抗震加固。

基于正交设计的黏滞流体阻尼器性能仿真及参数分析

[目的]研究黏滞流体阻尼器工作时的内部流场分布规律、开孔半径、开孔长度、开孔个数以及活塞直径对阻尼系数和速度指数影响的敏感度。[方法]通过正交设计得到参数设计方案,采用FLUENT软件进行流场仿真计算,以得到流场分布规律及各方案的阻尼系数和速度指数,并计算各结构参数对两者的影响程度。[结果]计算结果表明,黏滞流体阻尼器的内部流场分布基本符合平行平板、圆管内的定常层流运动分布规律。各结构参数对阻尼系数和速度指数的影响程度依次为:开孔半径>活塞直径>开孔个数>开孔长度;开孔半径>开孔个数>开孔长度>活塞直径。[结论]采用正交设计并结合FLUENT流场仿真的方法能够最大限度地减少设计方案的数量,可以节约试验成本,缩短设计周期,具有很高的实际应用价值。

可调式微型黏滞流体阻尼器理论与试验研究

研制一种微型可调式黏滞流体阻尼器,提供可以调节的阻尼力。通过不同位移幅值、不同频率以及不同循环的加载试验,研究了可调式黏滞流体阻尼器的耗能参数和工作性能。同时,推导出阻尼力的理论计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明:可调式黏滞流体阻尼器具有良好的耗能性和抗低周疲劳性能,理论计算与试验结果相近,表明文中提出的阻尼器具有较高的工作稳定性,且具有较好的密封性能。

机械可调阻尼系数黏滞流体阻尼器设计与开发

为了满足特定需求,开发了一型机械可调阻尼系数阻尼器。采用第三代黏滞阻尼器技术,结合其出力机理,使用N-S方程推导了阻尼器出力,通过外置阀门调节其开口,实现了阻尼器阻尼系数可调节。在理论与数值仿真基础上,通过样机试验,验证了理论、数值仿真与试验的一致性。所开发的机械可调阻尼系数阻尼器满足工程试验需求。

连接相邻结构的黏滞流体阻尼器性能研究

对近断层地震作用下连接相邻结构的非线性黏滞流体阻尼器的控制效果和性能进行了研究.根据阻尼器布置位置的不同共定义了3种分析工况.首先确定了各工况耦联结构耗能体系的动力响应;其次通过参数化研究得到了各工况中阻尼器的优化阻尼系数;最后基于阻尼器的最大输出力和最大冲程,对阻尼器的性能进行了详细的评价.研究表明:不同布置方式下阻尼器的优化阻尼系数大致相同;目前的技术条件可以满足不同布置方式下所需阻尼器的最大输出力和最大冲程.

基于黏滞阻尼器的RC框架抗震性能提升设计

基于性能化设计理念,对既有RC框架结构提出了一种基于黏滞流体阻尼器的抗震性能提升设计方法.以大震作用下的结构弹塑性位移作为性能控制目标,利用等价高阻尼弹性位移反应谱,通过迭代进行原结构和减震结构的弹塑性位移响应计算.利用算例展示了不同黏滞阻尼器速度指数减震方案的设计结果,并与工程实践中常用的基于小震工况设计方法结果进行对比.结果表明,所提方法可以实现性能设计目标且避免直接对结构多次进行弹塑性时程分析,设计过程高效快捷.该方法更适合采用低速度指数的黏滞阻尼器,在阻尼器成本和结构大震位移响应相同的情况下,相比速度指数为0.6的减震方案,采用速度指数为0.2的阻尼器在中、小震作用下的结构位移响应可以分别减小16%和30%.

高层工业煤气厂房在多重调谐质量阻尼器与黏滞流体阻尼器共同作用下的地震控制效果分析

高层工业煤气厂房在地震作用下振动较为剧烈,故对其在不同地震作用下的振动控制,也成为了当下研究的重点。通过运用ANSYS有限元软件构建了三维高层工业煤气厂房有限元模型。模态分析显示,结构扭转模态出现较早。施加减振措施时,不但对弯曲振动还要对扭转振动加以控制,故对其层间位移、顶层位移加速度及角加速度进行振动控制分析。为此,在结构上分别加设钢支撑、多重调谐质量阻尼器(MTMD)、黏滞流体阻尼器及MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元后,施加地震作用,进行动力时程对比分析,进而研究4种减振措施对地震控制效果的有效性。结果表明:多数情况下,运用MTMD与黏滞流体阻尼器混合单元进行控制效果较好。

装设黏滞流体阻尼器的框架结构减震控制分析

为研究框架结构装设黏滞流体阻尼器减震效果,以某钢筋混凝土框架结构为背景,考虑采用装设黏滞流体阻尼器的减震控制方法,输入地震波进行时程分析,同时对比减震结构和非减震结构的抗震性能。分析结果表明,与非减震结构相比,装设黏滞流体阻尼器的结构减震效果明显,阻尼器在不同工况下滞回曲线均匀饱满,呈现典型非线性速度阻尼器特征,分析结果对于黏滞流体阻尼器的应用与推广具有一定的参考价值。

具位移放大机制的流体黏滞阻尼器性能及减震效果分析

为了解决结构层间位移过小对阻尼器性能发挥的影响,依据机械原理,应用齿轮机构,提出了1种新型具位移放大机制的流体黏滞阻尼器,然后根据幂律流体的本构关系,推导了阻尼器力学模型并分析了其耗能减震能力,结果表明该阻尼器耗能能力可放大λ^(1.2)~λ~2倍,其中λ为大小齿轮的直径比。最后选择一12层钢筋混凝土框架结构,分别按不安装黏滞阻尼器、安装普通黏滞阻尼器和安装位移放大2倍黏滞阻尼器3种工况进行多遇和罕遇水准下的时程分析,分析结果表明:安装黏滞阻尼器结构的层间位移角均有不同程度的减小,位移放大2倍黏滞阻尼器减震效果优于位移未放大的黏滞阻尼器,多遇地震水准下的减震效果好于罕遇地震水准下的减震效果;安装位移放大黏滞阻尼器,对顶层的加速度控制效果较其它楼层的好,对层间位移的控制效果好于对加速度的控制效果。

浅谈黏滞流体阻尼器减震方案及工程应用

以黏滞流体阻尼器为例,结合云南省某教学楼项目,根据减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案。该教学楼采用混凝土框架结构,结构纵横向布置黏滞流体阻尼器。采用考虑附加阻尼比的结构模型(PKPM)和弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(MIDAS/GEN)对结构在罕遇地震作用下的结构响应进行分析。分析结果表明:1)综合考虑减震目标、阻尼器的位置、阻尼器的尺寸、阻尼器的性能和地方标准等方面确定黏滞流体阻尼器的减震方案是合理的;2)该减震方案可以满足结构在多遇地震作用下和罕遇地震作用下的减震目标;3)多遇地震作用下,黏滞流体阻尼器为结构提供附加阻尼比,罕遇地震作用下,黏滞流体阻尼器继续为结构耗能;4)黏滞流体阻尼器布置灵活,采用墙式布置方式的黏滞流体阻尼器可以完全隐藏在建筑中,同时也可以保证节点在罕遇地震作用下保持弹性。

大跨度高墩连续刚构桥黏滞流体阻尼器参数敏感性分析

为研究桥梁两侧交界墩上布置黏滞流体阻尼器对桥梁地震响应的影响,以某处于高烈度震区的典型大跨度高墩连续刚构桥为研究对象,利用数值模拟方式分析了黏滞流体阻尼器的力学参数与桥梁地震响应之间的数学关系,探讨了大跨度高墩连续刚构桥中黏滞流体阻尼器力学参数的合理取值。结果表明,黏滞流体阻尼器的使用会显著减小该大跨度高墩连续刚构桥的受力与变形,进而显著提高了该连续刚构桥的抗震性能;该连续刚构桥各肢墩墩顶位移、墩顶与墩底弯矩与阻尼系数呈反比关系,与速度指数成正比关系;综合考虑黏滞流体阻尼器的减震效果与经济效益,建议采用阻尼系数为1 200 kN/(m/s)^(ξ)、速度指数为0.2的黏滞流体阻尼器,选用该参数的阻尼器后,各肢墩的位移与受力减震率在30%~50%之间。

附加黏滞阻尼器减震结构基于性能的抗震设计方法

本文以位移设计方法的概念为主,结合能力谱法提出附加黏滞流体阻尼器结构基于位移的初步设计方法。首先讨论了减震结构基于性能设计方法的实现途径并加以比较;其次定量研究了使用加速度反应谱转换为位移反应谱的条件,分析指出真实位移反应谱(均值)与转换得到的位移反应谱随着场地特征周期的增大,两者之间的差值逐渐增大;在场地条件相同的情况下,阻尼比越大两者的差异也越大。最后结合我国抗震设计规范,给出了主体结构保持弹性状态时,非迭代法确定附加黏滞流体阻尼器的减震结构设计流程。非线性时程分析结果表明该设计方法实用、有效。

新疆某既有框剪结构黏滞阻尼器减震加固设计

以新疆某12层钢筋混凝土框架剪力墙结构为例,采用消能减震技术进行加固改造,并进行了弹塑性动力时程分析。结果表明:首层剪力明显减小,X、Y方向层间位移均有不同程度的减小,因此,采用黏滞流体阻尼器使得该结构的抗震性能得到提升,满足现有抗震规范的要求。

某教学楼框架结构的黏滞阻尼器减震加固设计

介绍了位于抗震设防烈度Ⅶ度区的某中学6层教学楼所采用的黏滞流体阻尼器的消能减震加固的计算和设计.该教学楼为现浇混凝土框架结构,考虑到其建筑使用功能和抗震要求,在1～6层优化布置了52套黏滞流体阻尼器,时程分析结果表明：黏滞流体阻尼器可大量耗散地震动能量,显著降低了结构的地震响应.

装配整体式混凝土高层建筑结构黏滞阻尼器减震设计

上海某装配式高层建筑,预制率不低于45%,结构体系采用设置黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架结构。时程分析结果表明:多遇地震作用下,附加黏滞阻尼器结构较常规结构的首层地震剪力平均减小约35%,最大层间位移角平均减小约40%,黏滞阻尼器的平均耗能比例高达64%,黏滞阻尼器消能减震效果明显;罕遇地震作用下,结构最大层间位移角为1/158,结构屈服机制合理,结构塑性变形满足"生命安全LS"性能目标,结构构件的损伤程度轻,大震下结构抗震性能良好。

黏滞阻尼减震系统的性价比

将黏滞流体阻尼器耗能与减震系统造价之比定义为减震性价比,以此作为衡量指标,能客观地表征减震系统的能效。为提高减震系统的性价比,文章给出了优化阻尼器参数、加大阻尼器两端位移、优选支撑材料、采用位移放大机构等措施,并建议采用系统化的减震技术解决方案。文章可用于提高黏滞阻尼减震技术应用水平。

中国和欧盟阻尼器检测标准比较

国内阻尼器工程应用越来越多,阻尼器生产和应用时需要进行型式检验和出厂检验。中国和欧盟均制定了阻尼器产品检验标准,但在检测参数、检测方法和数据处理等方面存在一些差异,有些参数的检测还存在一些困难和争议,通过比较研究,指出中欧阻尼器检测标准的异同点,并分析各自的特点。以应用量较大的位移型软钢阻尼器和速度型黏滞流体阻尼器为例,比较中国和欧盟检测标准的异同点,内容包括检测方法、检测设备和数据处理方法等,提出一些对现有检测标准的改进建议,供同行参考。

相邻建筑连接阻尼器的减振控制分析

对15层主结构与7层次结构的两相邻框架剪力墙模型结构在三个不同位置连接黏滞流体阻尼器,输入三种振动台地震波及三种不同加速度峰值,以主结构顶层最大相对位移最小为优化目标,寻求出三种阻尼器连接位置对应的最优阻尼系数,并对两相邻结构进行地震反应分析。结果显示,当阻尼器选择合适的安放位置和合理的阻尼参数时,主、次结构的地震反应都会有一定程度的降低,从而起到较好的减震效果。

设置黏滞阻尼器的悬挂减振结构振动台试验研究

通过对设置黏滞流体阻尼器的悬挂结构进行地震模拟振动台试验,分析了主结构与悬挂楼面的质量比、连接方式以及阻尼器分布对悬挂结构模型的频率、阻尼比和结构响应的影响。试验结果表明:与刚性杆连接的常规悬挂结构相比,采用阻尼器连接主结构和悬挂楼面,可改变结构频率,提高结构振型阻尼比,且模型前3阶振型主要表现为悬挂楼面剪切变形;悬挂减振结构主结构的位移峰值响应小于常规悬挂结构,略小于无连接的自由悬挂结构;当悬挂楼段质量较大时,减振效果更好;与自由悬挂结构相比,阻尼器连接的悬挂减振结构能较好地抑制悬挂楼面相对于主结构的位移和悬挂楼面的层间位移;当悬挂楼面侧向刚度较小时,阻尼器均匀布置比集中布置能更好地控制悬挂楼面的相对位移。