国内消能减震产品检测标准及方法差异性分析

作为建筑抗震的第一道防线,阻尼器在建筑结构抗震中发挥重要作用,在国内得到了广泛的应用。为规范消能减震行业的发展,我国制定了有关阻尼器检测的行业标准与地方标准,但在具体的检测内容如检测方法、检测设备和数据处理等方面存在差异和不清晰的地方。本文针对速度型阻尼器和位移型阻尼器,在检测参数、检测方法、判定指标和数据处理方法等方面,对比分析指出不同行业和地方检测标准的异同点,并通过试验验证和理论分析给出了推荐的阻尼器加载制度和参数定义,为相关标准的制定提供参考借鉴。     

消能减振房屋抗震设计方法研究述评

阐述了安装有粘滞流体阻尼器的消能减振房屋抗震设计的原理和方法,包括阻尼器的工作原理和计算模型,性能试验和检验的标准,附加阻尼比公式的推导和抗震设计方法等。     

非线性粘滞阻尼器消能结构减振效果分析

应用并完善了非线性粘滞阻尼器消能结构地震反应预测的反应谱方法,通过与时程分析计算结果对比证明了方法的可行性。利用本方法研究了支撑刚度及阻尼器参数对非线性粘滞阻尼器减振效果的影响。通过数值分析,给出了位移降低率达到最佳时支撑刚度取值的建议式。提出了为保证剪力降低率不大于1时非线性粘滞阻尼器参数的控制方法。     

考虑阻尼器极限状态的耗能减震体系 斜拉桥抗震性能分析

在大震或特大震下,黏滞阻尼器可能因某个极限状态的出现而发生破坏。现有在斜拉桥上设置黏滞阻尼器的研究多集中在阻尼器的参数优化上,很少考虑到阻尼器失效对斜拉桥抗震性能的影响。针对这一问题,以某三塔斜拉桥为背景,利用OpenSees平台建立斜拉桥有限元模型和可以考虑承载力及行程极限的黏滞阻尼器模型;分析黏滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数对斜拉桥地震响应的影响,确定阻尼器参数的取值;对不安装阻尼器、安装不考虑极限状态及考虑极限状态阻尼器等多种工况的斜拉桥进行非线性时程分析,对比各工况斜拉桥的地震响应。分析结果表明,在大震下,考虑极限状态阻尼器的耗能能力及减震效果将显著降低;不考虑阻尼器达到极限状态后失效的情况将高估耗能减震设计斜拉桥的抗震能力。     

底部旋转型颗粒阻尼器减振性能分析

颗粒阻尼器是土木工程领域一种相对新颖的被动控制技术,为提高颗粒阻尼器的减振性能,通过在颗粒容器与主体结构间设置旋转机构,提出了一种底部旋转型颗粒阻尼器。该阻尼器特点是通过容器的转动加速颗粒的运动,从而增加颗粒与容器壁的碰撞,因此增加阻尼器耗能。首先介绍了底部旋转型颗粒阻尼器的构造和工作原理;接着在底部固定型颗粒阻尼器计算模型的基础上,提出底部旋转型颗粒阻尼器的计算模型;基于二者的计算模型,研究并对比了质量比、激励幅值、旋转刚度及频率比等参数对2种阻尼器减振的影响规律;最后将2种颗粒阻尼器应用于多层框架结构的减震,为了考虑地震动的随机性,选取5条具有不同频谱特性的地震动输入。研究结果表明：在5条地震动作用下,底部旋转型颗粒阻尼器的位移和加速度减振率均优于底部固定型颗粒阻尼器,说明底部旋转型颗粒阻尼器具有较好的适用性。     

500kN 足尺磁流变液阻尼器设计的关键技术

对我们制作的、目前出力居世界前列的500kN足尺MR阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行了研究。在对磁流变液材料的最大屈服剪应力、抗沉降稳定性以及磁滞响应时间等关键性能试验分析的基础上,确认该磁流变液的抗沉降稳定性和其他两项性能指标满足MR阻尼器的设计与工程应用要求。同时,对此500kN足尺MR阻尼器设计的关键技术,包括内置式碟型弹簧蓄能器、磁场防漏设计以及引线保护等进行了介绍;并通过对此MR阻尼器性能的试验,依据阻尼最小二乘法,对MR阻尼器采用的修正的B ingham模型的参数进行了识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。通过研究可知,高性能磁流变液材料的制备以及MR阻尼器设计的关键技术是大吨位足尺MR阻尼器成功的关键。     

剪切钢板阻尼器研究与应用进展

文章对国内外剪切钢板阻尼器的研究与应用进展进行了综述,介绍了剪切钢板阻尼器的构造、耗能原理、性能特点、工程应用实例等,作者从所得的研究成果中重点概括了腹板宽厚比、腹板削弱情况、翼缘宽厚比、翼缘所用钢材、翼缘形状、加劲肋设置方式等对剪切钢板阻尼器耗能能力及限制腹板发生面外失稳能力的影响,同时深入分析了剪切钢板阻尼器在研究和应用中存在的问题,并指出了今后应重点研究解决的若干问题。     

框架结构SMA阻尼器被动控制模拟分析

介绍了形状记忆合金(SMA)阻尼器的性能,引入其本构关系,建立其热力学方程。针对所提出的阻尼器及相关参数选择,利用ANSYS进行框架结构中的被动控制模拟。将所得的未加与加入SMA阻尼器下顶层位移进行比较,发现SMA阻尼器可以很好地提高框架结构的抗震性能,并提出进一步研究的方法。     

带粘弹性阻尼器结构振动台试验设计——基于OpenSees的阻尼器尺寸选择

基于带粘弹性阻尼器钢框架结构振动台试验,提出了基于OpenSees的阻尼器尺寸选择方法。首先,通过试验获得一种特定尺寸阻尼器的滞回曲线,根据粘弹性阻尼器相似理论,将其转换为一系列不同尺寸的阻尼器滞回曲线。使用Bouc-Wen模型对它们进行参数识别并添加到结构分析模型中,利用OpenSees软件对添加阻尼器结构和纯框架结构进行不同水准的3条地震波下动力时程分析。最后,通过综合考查阻尼器的减震效果和最大应变来确定合适的用于振动台试验当中的阻尼器尺寸。结果表明,本方法可避免对不同尺寸阻尼器逐个进行性能试验,Bouc-Wen模型可较准确地模拟阻尼器力学性能,OpenSees非线性动力时程分析可准确模拟试验过程,根据提出的选择指标能简单方便地确定阻尼器的尺寸。     

黏滞阻尼器对拉索参数振动的控制分析

提出采用黏滞阻尼器对拉索参数振动进行控制,建立了黏滞阻尼器控制拉索参数振动的运动方程。从频域和时域以及起振幅值等角度,研究了最优黏滞阻尼器对不同垂度拉索参数振动的控制效果;此外,还研究了最优黏滞阻尼器安装位置对拉索参数振动控制效果的影响。研究表明,黏滞阻尼器可以有效控制拉索的参数振动,控制效果与拉索的激励幅值、最优阻尼器的安装位置和斜拉索的垂度有关。激励幅值越大,控制效果一般越差;最优阻尼器的安装位置越靠近跨中,则控制效果越好;黏滞阻尼器对大垂度拉索的控制效果不及对小垂度拉索的控制效果。     

大底盘双塔结构风振控制研究分析

大底盘多塔超过一定高度时属于复杂超高限结构,这类结构风工程研究多涉及风洞试验或理论研究,过程复杂且应用局限。以宁夏悦海新天地为工程背景,在ETABS建立悦海新天地双塔模型为风控对象。在空间相关性基础上,以自回归过滤技术模拟10a、50a和100a重现期风压下随机脉动风载。由相关资料确定研究对象最不利风向角,在该风向角下动力输入模拟脉动风载。对双塔结构分塔定义,输出T1和T2两个方向风振响应。结合工程提出在设备层布设5种不同黏滞阻尼器位移增效机构,确定最优安装形式。并对比在设备层以最优安装形式布设黏滞阻尼器位移增效机构、顶层布设多调谐质量阻尼器和混合控制法的减振效果。结果表明:3种风振控制措施均有效衰减结构风致振动,其中混合控制法为优控方案。     

A synthetic optimization analysis method on structures with viscoelastic dampers

The paper introduces a synthetic optimization analysis method of structures with viscoelastic (VE) dampers, namely the simplex method. The optimal parameters and location of VE dampers can be determined by this method. Numerical example and a shaking table test about reinforced concrete structures with VE dampers show that the seismic responses of structures will be reduced more effectively when the parameters and location of VE dampers are designed in accordance with the results calculated by the simplex method.     

高烈度区大跨度桥梁粘滞阻尼器减震研究

高烈度地震对铁路桥梁安全造成巨大隐患,且次生灾害将引起较大经济损失。该大跨连续梁桥所处地震带正进入活跃期,未来有发生较大规模强烈地震的可能,但桥梁自身不具备高烈度抗震能力,需利用粘滞阻尼器对其进行减震处理。采用斜向设置阻尼器并配合双曲面球型支座,来控制可能发生的纵向和横向地震。通过数值模拟进行阻尼器参数敏感性分析以及减震效果讨论,进而确定其最优设置方案。选取相关参数作为评价指标,对比加设阻尼器前后易损部位的地震响应,确定其在高烈度地震荷载激励下的减震效果。研究结果表明:在液体粘滞阻尼器的作用下,使得各墩协同受力,大大增加了结构的整体性,同时能很好弥补减隔震支座不能很好的控制上部结构位移的缺点,同时能降低罕遇地震力对桥墩的冲击损伤。因此,在高烈度区大跨度桥梁中更有必要设置阻尼器来抗震。     

金属耗能器在结构抗震加固中的应用

采用金属耗能器进行结构抗震加固是一种较经济、简单、又可靠的耗能减震加固方法。本文介绍了几种常用金属耗能器的构造、原理与性能及其在建筑、桥梁抗震加固工程中应用的概况,给出了典型工程实例,并提出了金属耗能器在加固工程应用中应解决的一些问题。     

附加粘滞阻尼器的球形储罐减震性能研究

球罐作为石油化工行业的重要存储容器,一旦在服役期间发生破坏,不仅将造成重大经济损失,而且易发生重大人员伤亡事故。用ADINA分析软件建立了球罐的设计模型及简化理论模型,并研究了附加粘滞阻尼器的速度指数与配置方案对球形储液罐减震的影响。利用达朗贝尔原理建立动力方程,采用非线性动力方程计算其基底剪力值,与有限元法计算结果对比分析。研究结果表明:当速度指数为0.3的时候,在地震动作用下其结构柱顶的加速度变大;当速度指数大于等于0.7时,滞回曲线明显变扁,耗能减震的效率降低到15%以下。相对于全布置方案,按方案7在布置粘滞性阻尼器,球罐基底剪力、柱顶速度、柱顶位移、拉杆应力及拉杆拉力的控制上,效果能达到全布置方案的60%以上,在波高的控制上能达到70%以上。有限元验算与计算结果较为吻合,可为后续的研究应用提供参考依据。粘滞阻尼器有助于球罐结构减震,但粘滞阻尼器的参数和配置方案应综合考虑工程的实际情况而定。     

两类铅阻尼器的滞回性能研究

在研制一套具有竖向耗能能力的抗倾覆装置过程中,针对该装置对阻尼器的要求,设计了两种铅阻尼器,铅剪切阻尼器和钢铅组合耗能器。根据实验得出的两种铅阻尼器的滞回曲线的基础上,简化滞回规则,并通过算例分析,给出控制效果分析。分析表明,两种阻尼器对结构的竖向震动起到了一定的控制效果,适合工程应用。     

Full-scale dynamic testing of response-controlled buildings and their components:concepts,methods,and findings

A series of shake-table tests was conducted by inserting and replacing 4 different types of dampers,or by removing them in a full-scale 5-story steel frame building. The objective is to validate response-control technologies that are increasingly adopted for major Japanese buildings without being attested to-date by a major earthquake. Test results are briefly described,and good performance of the dampers and frame demonstrated. The concepts of the full-scale building tests and various contributions are discussed. The difficulty associated with full-scale dynamic testing is explained.     

两类铅阻尼器试验研究

在研制一套具有竖向耗能能力的抗倾覆装置过程中,针对该装置对阻尼器的要求,设计了两种铅阻尼器,铅剪切阻尼器和钢铅组合耗能器。为了了解两种阻尼器的力学性能,对这两种铅阻尼器分别进行了静力加载、静力反复荷载、动力性能实验以及MTS实验。实验分析结果表明,这两类阻尼器工艺简单,滞回环较为丰满,均能达到位移小阻尼力大、耗能稳定的目的,符合装置要求,适合于在工程中广泛应用。     

摩擦耗能器的类型与性能及其在实际工程中的应用

摩擦耗能器是一种构造简单、耗能机理明确、耗能能力大且性能稳定的耗能减震装置,在实际工程中已得到较为广泛的应用.主要介绍不同类型摩擦耗能器的构造与性能及其在实际工程中的应用,并提出了摩擦耗能器在开发与应用中需进一步研究解决的问题.