框剪结构减震设计流程及注意事项

北京某社区卫生服务中心,根据《建设工程抗震管理条例》应满足中震设防下正常使用需求,并应采用减隔震技术。为满足要求,本工程采用框架剪力墙的结构形式,通过合理设置VFG阻尼墙的方式,使结构满足中震下位移角要求,总结设计过程中的相关经验,供后续相似案例进行参考。

减震技术在优秀近代建筑更新中的应用研究

近代优秀建筑出于保护的要求,结构加固方法受到诸多制约,随着时间流逝,材料强度等也逐渐劣化,随着科技水平的不断发展,结构构造要求也不断提高,因此此类建筑往往不能满足现有的抗震设防要求。结合某优秀历史建筑修缮加固项目,介绍了采用壁式黏弹性阻尼器加固的设计方法,极大地减少了对主体结构的干预;基于底部剪力法提出了对阻尼器参数进行优化的简化方法,根据不同地震水准下结构变形控制目标,可较为便捷地确定阻尼器型号,并通过时程分析法对结构的抗震性能进行了验证。分析结果表明:壁式黏弹性阻尼器有效提高了主体结构的刚度和附加阻尼,提高了结构的整体抗震性能。该方法布置灵活,对建筑本体干预小、过程可逆,可作为近代建筑抗震加固的有效方式之一。

齿轮传动墙式铅合金减震装置性能试验研究与应用

为解决剪切型钢板阻尼器不能满足大行程需求且经历地震后存在累计损伤需要更换的问题,提出一种齿轮传动墙式铅合金减震装置,阐释其工作原理并给出构造方案,通过力学性能试验和数值模拟分析的方法,对齿轮传动墙式铅合金减震装置的减震性能进行研究.试验结果表明:该减震装置利用铅合金常温重结晶性能并通过齿轮传动的构造形式满足了大行程的需求;滞回性能稳定,耗能能力强,无明显疲劳损伤效应且无须更换.数值模拟表明齿轮传动墙式铅合金减震装置应用于某实际火电厂中可有效提高整体结构的抗震性能,减小地震响应.

外置金属阻尼器的新型自复位约束砌体墙抗震性能研究

研制了一种同时布置体内无黏结预应力筋和外置金属阻尼器的新型自复位约束砌体墙,通过拟静力试验研究了该自复位墙在低周反复荷载作用下的滞回性能,重点探明了预应力筋初始预应力、金属阻尼器屈服荷载大小对其耗能性能的影响,最后基于试验结果建立了数值分析模型.研究表明:该自复位约束砌体墙滞回曲线呈'旗形',在较大位移下未出现明显的损伤,且在加载及卸载过程中没有明显的强度和刚度退化;随着预应力筋初始预应力的增加,墙体的自复位性能增强,但其耗能能力会降低;随着金属阻尼器屈服荷载的增大,墙体的耗能能力增强,但会产生少量的残余变形;数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文所提出的分析模型能较好地模拟该自复位约束砌体墙的力学行为.

墙式铅剪切型阻尼器在某教学楼加固中的应用

某中学教学楼因修建于20世纪50年代末,其抗震性能不满足现行抗震设计要求,采用在原有结构中设置墙式铅剪切型阻尼器的加固方法提高其抗震性能。运用SAP2000建立结构有限元模型并进行多遇地震下的弹性时程分析,确定了消能减震加固方案,然后对该减震结构在多遇地震及罕遇地震下的减震效果进行了验证,也介绍了阻尼器与主体结构的连接方式。分析结果表明,减震结构的层间位移角满足《建筑抗震设计规范》限值要求,并且基地剪力显著降低,验证了墙式铅剪切型阻尼器布置的有效性和结构抗震安全性。

墙式连接位移型阻尼器在框架结构中的布置原则及连接设计要点

通过模型算例对墙式连接位移型阻尼器在框架结构中的平面布置和立面布置原则展开讨论。分析表明阻尼器平面布置宜规则对称,尽量布置于结构周圈以控制不规则布置产生的附加扭转效应;阻尼器竖向布置可连续布置或交错布置,交错布置时阻尼器的工作效率略高于连续布置,在层间位移角较大的低区楼层布置时阻尼器的工作效率较高。根据墙式连接阻尼器的构造特点,定义阻尼器受荷变形与结构楼层总变形之比为阻尼器的有效工作系数。通过简化推导得到阻尼器有效工作系数计算公式,分析不同连接布置参数对阻尼器有效工作系数的影响,有效工作系数越大,阻尼器的工作状态越理想。研究表明:阻尼器连接结构设计时增大框架梁截面高度和混凝土基墙宽度对于提高位移型阻尼器的有效工作系数最有效。

墙式阻尼器等效柱模型及附加阻尼比参数分析

为指导墙式阻尼器的结构设计和分析,提出了模拟墙式阻尼器刚度的等效柱模型计算方法,针对墙式阻尼器布置位置对附加阻尼比的影响进行参数分析,并结合工程经验总结了墙式阻尼器的设计和分析流程。结果表明:等效柱模型可以较好模拟墙式阻尼器的刚度;当阻尼器布置于中间位置时,其为结构提供阻尼比的效果略优于外侧;阻尼器所在楼层的位移角越大,其所提供的阻尼比也越大。

剪力墙结构位移型阻尼器有效位置的初步探讨

通过对剪力墙结构在倒三角分布荷载作用下的有害层间位移以及剪力墙墙肢边缘处的竖向伸缩变形沿竖向分布规律的定量分析以及对工程实例的初步验证,指出如能大幅度放宽结构层间位移角限值,则剪力墙结构位移型阻尼器的有效位置主要在底部数层,既可以安装常规的层间斜撑阻尼器,也可以把阻尼器沿竖向安装在剪力墙边缘构件上。

北京某高层钢框架建筑消能减震设计

北京某高层钢结构住宅采用框架结构,结构纵横向布置墙板式阻尼器。采用等效支撑模型(PKPM)和弹簧模型(ETABS)对结构在多遇地震作用下的响应进行分析,采用弹簧模型(ETABS)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)等效支撑模型和弹簧模型可以较好地模拟墙板式阻尼器在结构中的作用;2)采用墙板式阻尼器后,结构在多遇地震下和罕遇地震作用下的抗震性能得到提高;3)多遇地震作用下,墙板式阻尼器为结构提供抗侧刚度,使结构的层间位移角满足规范要求,满足"小震不坏"的设计目标;4)罕遇地震作用下,结构的层间位移角满足规范要求,部分框架梁产生塑性铰,而框架柱始终保持弹性,能够达到"大震不倒"的设计目标;4)墙板式阻尼器在罕遇地震作用下屈服耗能,可为结构提供附加阻尼比。

某医技楼消能减震设计及非线性分析

上海某医院医技综合楼项目为高层框架-剪力墙结构,采用了墙板式软钢位移型阻尼器的消能减震设计方案。为研究该方案的减震效果,利用ETABS、PKPM-SAUSAGE两种有限元软件对结构进行多遇地震和罕遇地震下的非线性时程分析,分析结果表明:PKPM、YJK等常规设计软件中等效支撑+附加阻尼比能够有效地模拟阻尼器的作用;通用有限元分析模型中非线性连接单元能有效地模拟阻尼器的作用;软钢位移型阻尼器在小震下开始屈服耗能并为结构提供附加阻尼比,采用规范法和能量法两种方法计算,计算结果表明,阻尼器能够为该高层框架-剪力墙结构提供1%的附加阻尼比;罕遇地震下,阻尼器充分耗能,且所有阻尼变形均不超过产品限值;采用消能减震方案后,结构抗震性能有了较大提高。