一种U形阻尼器力学性能分析

地震作用下,合理安装阻尼器可以提高结构的抗震性能。首先对一种U形阻尼器的力学性能及对U形阻尼器抗拉刚度、抗压刚度以及极限荷载的影响因素进行了分析,依据力学模型用解析分析方法导出了相应的公式,对9个不同规格的U形阻尼器通过Abaqus有限元分析软件进行了单调加载分析,并与理论分析结果进行比较,表明:按理论公式计算得出的荷载位移曲线与有限元分析的荷载位移曲线有较高的吻合度,说明本文理论分析公式可以作为U形阻尼器的工程计算的一种简化方法。

装配U形阻尼器的SMA自复位钢框架梁柱节点抗震性能研究

为解决传统SMA螺杆自复位钢框架梁柱节点在工作过程中SMA材料利用率低的问题,简化节点耗能构件的设计、施工和震后更换,提高灾后结构的快速恢复能力,提出了由超弹性SMA螺杆贯穿钢柱翼缘连接且装配U形阻尼器的自复位钢框架梁柱节点,并对关键构件的受力性能进行分析,给出节点的受力变形理论模型。通过循环拉伸试验考察了SMA棒材的超弹性特性,以此为基础,设计了1个足尺边柱节点试件,通过拟静力试验研究其承载力、初始转动刚度、残余变形、滞回耗能等。研究结果表明:节点中SMA螺杆可以有效拉伸变形并提供自复位驱动力,U形阻尼器的两肢能够产生相对位移从而进行塑性耗能,钢梁腹板处的抗剪螺栓可在连接槽钢的长圆孔中滑动,梁柱节点核心区未出现剪切变形;在设计层间位移角为0.04 rad的循环结束时,节点残余变形仅为0.0049 rad,且梁柱构件在试验过程中未出现屈服,节点具有良好的自复位能力和可修复性;节点的初始转动刚度和极限弯矩均小于普通抗弯钢框架梁柱节点,但其拥有良好的转动能力,最大层间位移角为0.05 rad,满足节点的变形设计要求。

具有T形截面的U形钢板阻尼器滞回性能理论分析与数值模拟

U形钢板阻尼器具有耗能能力良好、能够依靠自身变形耗能,以及性能稳定、制作方便、价格低廉等优点,但是也存在初始刚度小和承载能力低的问题。为此,提出一种具有T形截面的U形金属屈服阻尼器(简称阻尼器)。基于虚功原理和卡斯蒂利亚诺第二定理,建立了阻尼器的屈服承载力和初始刚度理论公式。基于非线性混合强化本构模型和三维延性断裂准则,建立了考虑材料延性断裂的阻尼器有限元模型。重点考察了阻尼器的刚度、屈服承载力、耗能能力和破坏模式等。通过参数分析量化了几何尺寸等参数对阻尼器力学性能的影响。研究表明,阻尼器在刚度、屈服承载力及耗能能力等方面与U形阻尼器相比都有明显的提高。阻尼器T形截面的腹板宽度和高度、翼缘宽度和厚度对阻尼器的力学性能都有显著的影响。

配置U形阻尼器的全装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

为实现全装配式混凝土框架,在混凝土构件和钢构件之间采用套筒转换连接,其中柱-柱法兰连接,梁-柱台阶式工字钢连接。通过对1榀配置U形阻尼器的全装配混凝土框架和1榀现浇混凝土框架进行低周反复荷载试验,研究配置U形阻尼的全装配式框架结构的抗震性能,分析其试验现象和破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性等。试验结果表明:全装配式混凝土框架中的柱-柱法兰连接和梁-柱台阶式工字钢连接可靠,钢支撑可以有效实现U形阻尼器和全装配式框架在地震作用下协同受力,配置U形阻尼器的全装配式混凝土框架具有良好的耗能能力和延性,延性系数为4.9~6.9,等效黏滞阻尼系数为0.15~0.24;相同荷载下,配置U形阻尼器的全装配式混凝土框架耗散能量为现浇混凝土框架的2倍,U形阻尼器有效减轻了整体结构的损伤程度。

U形金属阻尼器沿开口方向的力学性能参数分析

U形金属阻尼是一种具有良好耗能性能的构件,为研究U形金属阻尼器沿开口方向的受力性能,运用ANSYS有限元软件对U形阻尼器进行循环加载模拟,分析其耗能性能。同时为研究精细化参数对其初始刚度的影响,对阻尼器平直段长度、宽度、厚度以及圆弧段半径4个参数进行参数分析。从分析结果可以看出,4个参数都对其初始刚度有不同程度的影响。

薄壁U形金属阻尼器剪切刚度计算分析

通过建立有限元模型,对薄壁型U形金属阻尼器在水平荷载作用下的内力与变形进行了计算,并结合不同厚度U形阻尼器的力-位移曲线的特征,对阻尼器的内力分布与屈服过程进行分析,通过对比屈服前后的刚度,研究了U形金属阻尼器的刚度随其厚度及宽度的变化规律。结果表明,U形金属阻尼器的屈服开始于压弯段,屈服后其刚度退化较大;屈服前后阻尼器刚度均随厚度的增加而增加,且当厚度大于6 mm时,增加速度加快;当阻尼器厚度一定时,各刚度均随宽度增加而线性增加,刚度增加速度屈服前略快于屈服后。因此,在结构振动控制设计时应用薄壁U形金属阻尼器可根据刚度要求设置合理的厚度及宽度。

U型金属阻尼器的力学公式推导及阻尼性能研究

U形金属阻尼器是第一代金属阻尼器的典型代表,具有取材容易、结构简单、费用低廉等优点。本文提出了一种新的U形金属阻尼器的简化力学模型,基于钢材简化本构模型推导了相关力学参数的理论公式,并以通用有限元程序ABAQUS为计算平台,基于混合模型模拟了阻尼器在静力循环加载下的受力过程。文中将数值模拟结果与理论公式计算结果进行比较,并且通过数值模拟结果计算分析了U形金属阻尼器的阻尼性能相关参数。结果表明该理论计算公式合理可行,可以为U形金属阻尼器的设计制作提供一定依据。

巨型悬挂体系双向耗能阻尼器开发与应用研究

在巨型悬挂体系下,讨论了对阻尼器设计的要求,提出双U形阻尼器的模型与工作原理,通过振动信号采集系统对安装阻尼器后的悬挂子结构进行实验分析,并绘制该阻尼器的滞回曲线,最后验证了阻尼器的设计要求和耗能效果。

双向地震作用下U形钢阻尼器力学性能研究

U形钢阻尼器与橡胶隔震垫安装在隔震层中能够有效减小上部结构地震响应。隔震层在多维地震作用下可产生双向变形,导致安装在隔震层中的U形钢阻尼器能同时承受纵向与横向的变形。为了研究U形钢阻尼器在同时承受双向变形时的力学性能,设计了5个试件,并进行了拟静力试验。试验加载沿实验体斜向45°方向进行。试验结果表明,阻尼器的长度及宽度对于其承受双向变形时的性能有较大影响,在循环荷载作用下耗能钢板表现出显著的几何非线性工作性质,产生不可恢复的平面外变形,在一定程度上导致其承载力下降。基于试验结果建立并校核了有限元分析模型,对阻尼器的几何参数进行了优化,有效控制了阻尼器的平面外变形,使其在工作过程中可以保持稳定的承载力。

附加黏弹性阻尼与金属阻尼耗能的自复位墙结构抗震性能对比分析

相对传统结构,自复位墙结构在地震作用下具有更大的变形能力且几乎无残余位移,但其耗能能力较弱,需采用附加阻尼来增加整体耗能。目前,金属阻尼器已广泛用于自复位墙结构,其可显著减小结构大震下的地震响应,但小震下的位移和加速度减震效果不佳。因此,将小变形下即可耗能的黏弹性阻尼器应用于自复位墙结构中。设计一幢10层自复位墙结构,分别采用黏弹性阻尼器和U型金属阻尼器作为附加耗能构件,通过弹塑性时程分析对比采用两种耗能机制的结构地震响应。结果表明,黏弹性阻尼器可显著减小自复位墙结构在小震下的位移和加速度响应;U型金属阻尼器在中震下开始耗能,在大震和巨震下,其减震效果会超越黏弹性阻尼器。因此,为进一步优化自复位墙结构在不同水准地震作用下的抗震性能,建议结合阻尼器的特点进行合理设计。

多维地震作用下非对称结构利用TLCD减震控制研究

本文提出在结构两正交方向同时设置Ｕ形调液阻尼器（ＴＬＣＤ）用来减小地震作用下的平动－扭转反应。文中建立了结构－ＴＬＣＤ体系在多维地震动作用下的运动方程，分析了系统参数对减震效果的影响，最后通过数值算例，给出了高层建筑平扭耦联地震反应的减震效果。

东方之门天桥隔震支座设计

东方之门天桥系南北裙楼6~8层的空中通道,偏于裙楼最西侧,天桥体量高且跨度大,桥面呈弧形并向外倾斜,天桥结构与裙楼结构采用叠层橡胶支座和U形钢阻尼器联合隔震支座连接。对东方之门的天桥隔震支座设计进行了研究。在静力作用下,对隔震支座进行了设计,包括支座性能参数选择和在正常使用极限状态、承载力极限状态下的可靠性验算。采用非线性动力响应分析的方法对连体结构支座的隔震性能进行了计算和评估,包含承载力、变形和抗倾覆能力。此外,考虑天桥结构的易倾覆性,设计了附加抗倾覆措施。

中新天津生态城十二年制学校隔震设计与研究

中新天津生态城十二年制学校工程位于8度区(0.3g),对其中的教学楼和体育馆建筑进行了隔震设计,采用基础隔震形式,设置了355个隔震支座、211个U形钢棒阻尼器、58个黏滞阻尼器,是目前国内首次将U形钢棒阻尼器应用于隔震建筑的项目。隔震分析中计算了中震减震效果,并采用ABAQUS软件对隔震结构进行了大震作用下的验算。计算分析表明,采取隔震措施可显著降低上部结构的地震作用,解决扭转不规则问题,优化建筑布置。