黏滞阻尼墙力学模型及其减震结构设计方法研究

目前国内外对黏滞阻尼墙消能减震机理和力学模型研究有限,针对阻尼墙力学特点的结构优化设计方法研究更少。本文通过缩尺黏滞阻尼墙力学性能试验,总结分析了黏滞阻尼墙的力学特性及消能减震机理,提出了适用于广域激励范围的黏滞阻尼墙力学模型,以及带黏滞阻尼墙消能减震高层结构的实用设计方法。

基于杠杆的位移放大型黏滞阻尼墙试验

为了解决传统黏滞阻尼墙需要较大墙面积来提供足够阻尼力的问题,设计了一种基于杠杆的位移放大型黏滞阻尼墙.对传统黏滞阻尼墙和位移放大型黏滞阻尼墙的对比试件进行了滞回试验,检验了位移放大型黏滞阻尼墙的放大效果.将传统黏滞阻尼墙阻尼力公式中引入位移放大倍数,得到了位移放大型黏滞阻尼墙阻尼力公式,计算结果与试验结果吻合较好.对位移放大装置间隙导致的滞回曲线滑移现象进行了模拟,通过理论推导研究了间隙比对耗能降低率的影响程度.

设置黏滞阻尼墙钢框架结构的减振设计分析

建立设置黏滞阻尼墙(VDW)钢框架结构的弹塑性运动微分方程,并运用现代控制理论对运动微分方程进行简化。根据编制的应用仿真分析程序,对设置黏滞阻尼墙钢框架结构在各种参数下的弹塑性地震反应进行分析计算,探讨阻尼墙数量、结构层数、布置楼层及地震烈度等对钢框架结构减振效果的影响。通过研究分析总结出设置阻尼墙后钢框架结构的减振规律,并提出了此类结构的设计建议。

黏滞阻尼墙在框架结构建筑中的分析与应用

黏滞阻尼墙是一种新型的建筑消能减震装置,其应用前景十分广阔。本文借鉴国内外黏滞阻尼墙技术的研究、应用成果,结合工程实例,在传统设计与黏滞阻尼墙消能减震设计相比较的基础上,建立有限元模型模拟结构动力特性、动力响应,应用有限元软件进行迭代计算求解附加阻尼比,对层间位移角和层剪力的计算结果进行分析,最后对黏滞阻尼墙的选型、布置和连接构造进行了方案设计。分析结果表明:本设计方案,各项数值均满足规范要求并达到了预期的减震效果,还可为该类框架结构建筑的减震设计提供参考和借鉴。

黏滞阻尼墙在某高层住宅中的研究与应用

黏滞阻尼墙在高层住宅中应用较少,以一实际工程为例,进行了多遇地震和罕遇地震作用分析,来说明黏滞阻尼墙在高层住宅中的研究与应用。采用规范法和能量比法计算了阻尼墙的附加阻尼比,设定消能子结构为与阻尼墙相连的剪力墙暗柱及梁,根据性能目标对消能子结构部分进行了加强。分析结果表明,阻尼墙布置方案满足目标阻尼比,减震效果明显,消能子结构可以满足罕遇地震作用下"中度损坏"的性能目标。

黏滞阻尼墙阻尼力的理论分析及数值模拟研究

黏滞阻尼墙作为一种速度相关型阻尼器,在不同速度下阻尼力和滞回特性都不同。目前国内外对于黏滞阻尼墙的力学性能还缺乏系统完善的研究成果。现对黏滞阻尼墙模型在非牛顿幂律流体本构关系的基础上结合微元法建立阻尼力计算模型和推导更具普适性的计算公式,再基于ANSYS Fluent进行阻尼力数值模拟,定量研究了黏滞阻尼力并得到黏滞阻尼墙模型的滞回特性,两者与现有的试验结果进行比较分析,得出研究结果具有准确性和可靠性,可应用于产品研发与实际工程。

放大型黏滞阻尼墙的力学性能与试验研究

该文提出一种多杠杆并联的放大型黏滞阻尼墙,根据放大型黏滞阻尼墙的构造和受力特点,分析了放大装置的竖向提拉效应,提出了普通型和放大型黏滞阻尼墙的阻尼力及耗能理论公式,并对装置的变形和耗能进行了分析。设计制作3倍位移放大型装置黏滞阻尼墙和普通黏滞阻尼墙的试验模型,并在正弦波的作用下进行往复加载试验,分析不同试验工况下黏滞阻尼墙的滞回耗能曲线,并将理论曲线与试验曲线进行了对比,验证了力学模型的正确性。在相同位移下,放大型黏滞阻尼墙比普通阻尼墙滞回曲线更加饱满、耗能更为显著。最后以三层混凝土框架结构为计算模型进行减震分析,确认了考虑竖向提拉效应的放大型黏滞阻尼墙的减震效果。

某超高层建筑黏滞阻尼墙与外框钢结构同步安装关键技术

厦门某超高层建筑高约340m,地上68层,采用带加强层的钢管混凝土巨型框架-筒体结构形式,塔楼结构高宽比接近9,塔楼44~60层采用黏滞阻尼墙减振设计。基于工程特点,通过对黏滞阻尼墙深化设计、将连接附梁与钢梁一体化加工,黏滞阻尼墙与外框钢结构安装、定位技术、优化连接工艺等方法,创新性地解决了黏滞阻尼墙与结构连接及精度控制等技术难题,提高施工效率,技术可靠,取得良好的社会及经济效益。

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒-黏滞阻尼墙减震结构抗震性能评价研究

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒-黏滞阻尼墙减震结构是一种适用于超限高层的新型结构体系。以京东智慧城超高层办公楼为例,参考《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)、《建筑结构抗震性能化设计标准》(T/CECA 20024—2022)与美国FEMA-356标准,分别基于承载力与变形指标设定结构抗震性能目标,对此结构进行多遇地震水准与罕遇地震水准的抗震性能评价。分析计算结果表明,该结构满足预期的性能目标要求,最大层间位移角小于规范限值,在多遇地震水准下结构保持弹性,在罕遇地震水准下结构构件损伤分布合理,说明该结构体系具有良好的抗震性能。

黏滞阻尼墙工程应用及研究现状

黏滞阻尼墙是一种性能良好的消能减震部件。概述了国内外对这一耗能减震装置的试验研究,总结了国内外对黏滞阻尼墙的工程应用,探讨了设置阻尼墙结构的设计方法,提出了我国推广这种消能减震部件需要解决的若干问题。

黏滞阻尼墙在某双塔连体结构中的应用研究

黏滞阻尼墙是一种性能良好的消能减震部件。首先阐述了黏滞阻尼墙的基本构造和工作原理,在此基础上,研究了其在高层建筑减震设计中的一些问题。以河南省郑州市某高层双塔连体结构为工程背景,介绍了黏滞阻尼墙在结构分析模型中的实现方法,并通过三个方案计算比较了黏滞阻尼墙的不同布置方式对结构附加阻尼比、地震响应、双塔相对变形等指标的影响,并分析了其中的原因,提出了设计建议。研究结果为阻尼墙在高层建筑的减震设计中的应用提供了成功的工程案例,其设计思路可以为类似项目提供有益的借鉴和参考。

宛平剧院结构设计及黏滞阻尼墙的应用

宛平剧院属于空间复杂的大型观演类公共建筑,存在楼板大开洞、楼屋盖大跨度等技术难点,同时需要满足装配式建筑的要求。通过钢结构与混凝土结构的分析论证,最终结构主体采用钢结构,并针对楼板大开洞、大跨度钢结构、大空间围护结构侧向稳定等难题提出了解决措施。对结构进行设置黏滞阻尼墙的阻尼方案与刚性方案进行对比分析,最终选择钢框架-中心支撑-黏滞阻尼墙体系。通过设计优化减小结构刚度、增加结构周期、提高阻尼比,有效地降低了地震作用,提高了结构抗震性能,同时节省了用钢量,降低了结构造价。采用PERFORM-3D软件进行了结构罕遇地震弹塑性时程分析,结果表明,黏滞阻尼墙在罕遇地震下能够正常工作,耗能曲线饱满,结构满足性能目标要求。

黏滞阻尼墙在既有框架结构改造减震设计中的应用与分析

黏滞阻尼墙是一种性能良好的消能减震部件。在既有结构改造加固设计中使用黏滞阻尼墙具有节约建筑加固材料,降低施工成本,缩短工期等优点。上海某四层纯框架结构在进行整体使用功能改变设计时,结构的抗震能力不足,层间位移角超限。本文采用黏滞阻尼墙加固减震方案解决这一问题,并能节约造价,缩短工期。文章分析了变化的附加阻尼比对结构抗震性能的影响,通过对该工程项目进行改造减震设计,对比分析了无控结构和有控结构时程分析结果,可有效地解决该结构抗震能力不足的问题。本文阐述的应用分析方法以期为同类工程提供参考。

高层建筑黏滞阻尼墙变形分解与布置研究

黏滞阻尼墙是一种性能良好的消能减震部件,可用于多层、高层和超高层建筑结构的抗风和减震。为分析黏滞阻尼墙变形,将阻尼墙的变形分解为4个部分,即结构层间剪切变形、梁柱节点转角、柱轴向变形及阻尼力作用下梁段局部变形引起的变形,为阻尼墙的应用研究提供了有效途径。根据阻尼墙的变形分解,研究了阻尼墙在结构中的布置,包括相同跨间布置、不同跨间布置、竖向连续式和棋盘式布置以及不同楼层布置。结果表明:阻尼墙在同一跨间布置时,跨中布置减震效果最好;不同跨间布置时,中跨和边跨布置减震效果优于角跨布置;不同竖向布置方式的减震效果与阻尼墙阻尼力引起的变形所占比例有关;根据无阻尼墙结构各部分变形的特点,可确定阻尼墙较优的楼层布置位置,以达到最佳减震效果。

高烈度地震区带黏滞阻尼墙和防屈曲支撑框架结构的组合应用研究

为解决高烈度地震区框架结构抗侧刚度小、冗余度较低的问题,提出对框架结构增设黏滞阻尼墙与防屈曲支撑(BRB)的方法来提高其抗震性能。阐述了黏滞阻尼墙和BRB的工作机理,并结合工程实例分别对框架结构进行四种工况下(纯框架结构、带黏滞阻尼墙的框架结构、带BRB的框架结构、带黏滞阻尼墙和BRB的框架结构)的小震、中震和大震抗震性能研究。结果表明,在小震和中震作用下黏滞阻尼墙和BRB既能提高框架结构的抗侧刚度,又能更好地耗散能量,框架结构抗震性能较好,两者能够有机地结合起来;在大震作用下,黏滞阻尼墙和BRB滞回曲线饱满,耗能效果明显,是一种值得推广的方式。

设置黏滞阻尼墙的钢框架结构振动台试验研究

以3层设置黏滞阻尼墙的钢框架结构为研究对象,对其进行3条地震波在不同水准下的振动台试验。通过对设置与不设置黏滞阻尼墙的两种结构动力特性和动力响应对比,分析了黏滞阻尼墙的减震效果和耗能特征及其变化规律。研究结果表明,黏滞阻尼墙是一种同时提供附加刚度和附加阻尼的被动消能减震装置,其在提供附加阻尼和附加刚度的同时可以对结构位移起到非常显著的控制作用,并且随着输入地震波峰值加速度的增大,该附加刚度逐渐减小,而附加阻尼则逐渐增大。此外,有限元分析结果与振动台试验结果的吻合度随响应对象和激励工况的不同而变化,说明了传统Maxwell模型用于模拟黏滞阻尼墙在动态力学特性方面的局限性。

单腔与多腔放大式高效耗能黏滞阻尼墙性能研究

针对阻尼墙耗能效率问题提出横向位移放大与纵向多腔放大概念,并以此设计了3种高效耗能黏滞阻尼墙装置,即单腔放大式黏滞阻尼墙(SADW)、多腔放大式黏滞阻尼墙(MADW)和多腔相对放大式黏滞阻尼墙(RADW)。根据3种阻尼墙的构造特点,分析了横向位移放大系统与纵向多腔放大系统的耗能效果,提出了阻尼力及耗能理论计算式。取SADW为代表与普通黏滞阻尼墙(VDW)进行试验对比研究,分析在不同试验工况下SADW的滞回耗能能力。结果表明:SADW的滞回曲线较VDW更加饱满,耗能效果更为显著;将阻尼力-位移试验结果与理论曲线进行了对比,两者基本一致,阻尼力相差6.35%,理论滞回模型能较好模拟试验结果。同时,建立了30层混凝土框架核心筒结构进行地震时程响应分析,对比VDW和3种高效黏滞阻尼墙对该结构的减震效率,4种减震方案的结构附加阻尼比分别为0.71%、3.38%、6.22%、7.35%,附加阻尼比放大倍数分别为4.5、7.8、9.0,进一步验证了所提出的3种高效耗能阻尼墙具有良好的减震效果。

新型黏滞阻尼墙动力性能试验研究

黏滞阻尼墙是一种主要应用于建筑结构的速度相关型消能器。本文设计了一种新型黏滞阻尼墙,并通过水平动力加载试验,研究新型黏滞阻尼墙在不同振动频率和位移幅值下的阻尼力与位移的关系,探讨了新型黏滞阻尼墙的滞回特性,以及振动频率、位移幅值、速度、循环特性等对新型黏滞阻尼墙动力性能的影响。研究表明,新型黏滞阻尼墙耗能效果较好,其阻尼力与速度有关,而无频率相关性;地震作用下,其耐久性较好。

新型黏滞阻尼墙动力性能试验研究

设计了一种新型黏滞阻尼墙,并通过水平动力加载试验,研究新型黏滞阻尼墙在不同振动频率和位移幅值下的阻尼力与位移关系,探讨了新型黏滞阻尼墙的滞回特性,以及振动频率、位移幅值、速度、循环特性等对其动力性能的影响。研究表明,新型黏滞阻尼墙耗能效果较好,其阻尼力与速度有关,而与频率无相关性;地震作用下,其耐久性较好。

基于黏滞阻尼墙的高层建筑结构集成优化设计

黏滞阻尼墙是一种效率高的新型建筑结构消能减振部件,对于地震响应和风振动响应均有较好的减振效果,其为结构提供附加阻尼比可降低结构构件内力,从而为结构的构件设计提供了优化空间。提出一种基于黏滞阻尼墙的高层建筑结构集成优化设计方法,依据高层建筑结构构件的抗震性能目标及构件尺寸控制条件,加入黏滞阻尼墙对结构构件进行优化。以某300 m带环带桁架的框架核心筒超高层建筑为例,优化布置黏滞阻尼墙并且进行结构构件优化设计。结果表明,黏滞阻尼墙对高层建筑结构集成的优化可为结构主体带来经济性。