可控消能减震原理及结构分析

本文介绍一种新的减震结构体系及其分析方法。这种结构体系的减震系统由控制装置及耗能装置组成，控制装置根据结构反馈的相关信号，在回头点处启动耗能装置，耗散大量地震能量，属于半主动控制范畴。试验及理论分析表明，这种结构体系的减震效果良好，能够将结构的地震位移反应降低５０％以上。本文介绍了这种结构体系的减震工作原理、数学模型、理论分析方法及算例，并给出了相应的结论。     

考虑土-结构动力相互作用的TMD结构减震控制

本文分析了TMD(Tuned mass damper)在刚性地基和柔性地基情况下的减震控制机理,以某6层钢筋混凝土框架结构为研究对象,分别考虑了土-结构动力相互作用对无TMD控制结构的影响,场地条件对TMD减震控制性能的影响和土-结构动力相互作用对TMD减震控制性能的影响。通过分析得出TMD控制系统的减震效果除了与输入地震动特性有关外,还与场地条件、上部结构和基础的动力特性等因素有关。如果土-结构动力相互作用体系的自振周期远离输入地震动的卓越周期,则相互作用体系的地震响应较小。地基土越软,框架建筑结构层间相对位移地震响应也就越小。如果考虑土-结构动力相互作用效应的影响设计TMD调频系统的自振周期,则TMD的控制效果会有一定程度的提高。     

基于虚拟激励法的消能减震结构随机响应分析

基于虚拟激励法推导了用于具有非比例阻尼特征的消能减震结构在随机地震激励下计算其响应功率谱的一般解答.该法避免了复模态方法的复数运算,可高效地求出响应功率谱和均方响应.算例验证分析说明该方法符合工程经验,具有很高的计算效率.     

某型钢混凝土框架核心筒消能减震结构的弹塑性分析

某工程位于昆明市,主体结构高153.1m,为型钢混凝土框架-剪力墙核心筒体系。建筑总高度超过了《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定的B级高度,为提高结构的抗震性能,该工程采用消能减震技术控制结构的地震反应,对消能减震结构进行了设计,确定了消能器附加给结构的阻尼比值。为给结构设计提供可靠的参考依据,采用PERFORM-3D软件,对设有非线性粘滞阻尼器的该结构进行罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,评估该结构的整体性能及其构件的屈服情况,结果表明该消能减震结构基本能达到预期抗震性能目标。     

体育场震后修复再建中混凝土结构消能减震设计研究

以往是用高层建筑防屈曲支撑的混凝土减震加固方法,以加固震后体育场混凝土结构的防屈曲支撑力为重点,存在的问题是未考虑结构不同部位节点的防屈曲消能减震支撑性能,加固效果差,需要深入研究混凝土结构建筑加固措施,提高震后体育场修复质量。研究采用基于性能和需求的消能减震设计方法,合理布置混凝土的消能支撑结构,在混凝土结构中底层节点设置防屈曲消能减震支撑,其他节点设置黏滞阻尼器,获取最佳阻尼器设置方案,提高结构减震加固效果。仿真实验说明,EL-Centro(NS)地震波和Newhall地震波情况下,所研究方法设计的消能减震新结构平均顶点侧移值分别比原结构小62 mm和110 mm;在不同震级的情况下,节点间位移角新结构小于原结构,说明该方法设计的体育场修复中混凝土结构减震稳定性强,是一种有效的减震加固方法。     

基于损伤性能并考虑主余震作用的消能减震结构抗震设计

综合考虑余震影响和结构损伤,提出一种基于损伤性能的消能减震结构抗震设计方法。为满足结构抵抗余震的性能要求,提出结合主余震的损伤性能目标。以Park-Ang双参数损伤模型为基础建立了结构层间损伤计算公式,通过损伤程度评估结构抗震性能,给出消能减震结构基于损伤性能的抗震设计流程。     

复合型摩擦消能支撑减震体系的地震模拟振动台试验研究

介绍了装有复合型摩擦消能支撑的钢框架模型的地震模拟振动台试验，试验结果表明，复合型摩擦消能支撑能有效地减小结构的地震反应。     

《建筑消能减震技术规程》编制组成立

2007年9月6日,《建筑消能减震技术规程》编制组成立暨第一次工作会议在广州市东山宾馆召开。会议由广州大学科技处处长周云教授主持,共有来自全国各地近30名建筑消能减震技术领域的专家学者及规程主管、归口单位领导出席了会议。     

利用结构增层聚集和耗散能量

本文采用能量集中与耗散的方法 ,提出了增层结构的优化刚度和质量 ,降低原结构的动力反应 ,达到了利用增层减振的效果。     

向心式变摩擦阻尼器控制结构地震反应分析

介绍了向心式变摩擦阻尼器的原理及其基本力学性能,探讨了安装向心式变摩擦阻尼器结构在自由振动和强迫振动时的动力特性和动力反应特点,揭示了向心式变摩擦阻尼器引起结构抖振的机理,对安装向心式变摩擦阻尼器的结构的地震反应进行了分析,研究了向心式变摩擦阻尼器的参数对结构动力特性及地震反应的影响,给出了受控结构的非线性反应谱.     

钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构振动台试验研究

某超高层钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构因指标超限在设计中采用了耗能减震技术,为了检验该减震结构的抗震性能,制作了1/35的缩尺模型,通过在钢管混凝土框架设置阻尼器或不设置阻尼器,进行模拟地震振动台对比试验,研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下的加速度、位移和应变响应。研究结果表明:地震作用下,该钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构与钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构相比,位移、加速度和应变响应均有一定程度的降低;罕遇地震作用下,通过设置耗能减震构件,层间位移角最大值从超过规范要求的1/84减低至满足规范要求的1/130,表明该减震结构具有更优良的抗震性能。     

夹层橡胶垫耗能低剪力墙承载力分析

本文针对低剪力墙结构延性差、耗能能力差、结构抗震性能较差等问题，提出夹层橡胶垫耗能低剪力墙结构，并对其承载力情况进行分析，结果表明，耗能墙的减震效果随夹层橡胶垫初始刚度值的增大而减小。当夹层橡胶垫的初始刚度选取范围为同截面整体墙初始刚度的0．5％—70％，其对应的周期范围为0．3—3．1s，层间剪力降低26％—98％。     

楼板隔震消能结构体系

提出了一种新型减震结构体系——楼板隔震消能结构体系。该结构体系的特点是:竖向荷载传递途径与传统结构相同,但在楼板与主体结构水平承重构件之间设置高阻尼隔震层,在楼板与主体结构竖向承重构件之间留出空隙,并在其中安装消能阻尼器,使结构在发生水平振动时楼板与主体结构之间能够发生一定的相对运动,产生隔震和消能作用,减小结构的地震反应。本文给出了单层楼板隔震消能结构的运动微分方程,以及基底输入谐和振动时的结构传递函数,并分析了结构参数对传递函数的影响。     

高层混合结构滞回耗能比的研究

基于结构层间弯曲屈服强度的概念,提出了高层混合结构滞回耗能比的简化计算公式,该公式综合体现了结构以及地震动特征参数对结构滞同耗能比的影响。研究表明,结构滞回耗能比随地震动的峰值速度与峰值加速度的比值的增大而增大;随着地震动幅值的增大,滞回耗能比也线性增加;对于短持时地震动,滞回耗能比与强震持时之间没有一定的规律性,但对于长持时地震动,结构滞回耗能比会随强震持时的增大而线性增加。随着结构弯曲屈服强度系数的增大,结构滞回耗能比呈凹函数下降,结构的自振周期越大,同一弯曲屈服强度系数对应的滞回耗能比越小;钢框架与混凝土剪力墙承载力比值的增加能够降低结构的滞回耗能比。     

楼板隔震消能结构的振动台试验研究

用同一个单层钢框架结构模型,分别做成传统结构体系和楼板隔震消能结构体系。模型在每一种结构体系下分别做模拟地震振动台试验,先后在x向按7度小震和大震烈度输入E l Centro波、Taft波和天津波,比较单层钢框架模型在两种结构体系下的地震反应。试验结果表明,采用楼板隔震消能结构体系能够显著减小结构的加速度反应和底部剪力反应。     

底柱加强对高层混合结构地震能量反应的影响

近年来,能量分析方法在结构抗震设计中的应用问题受到国内外地震工程界的普遍关注,被认为是今后结构抗震设计理论的发展方向之一.以一钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合结构为对象,通过逐渐增大框架底层柱截面,分析它们在不同类型地震波下的地震能量反应,结果表明,加强钢框架底层柱使结构总输入能基本不发生变化,结构滞回耗能在总输入能中的比例ν和底部剪力墙滞回耗能占结构总滞回耗能的比例μ均随结构刚度特征值λ的增大而减小,因此,加强钢框架底层柱能够提高外钢框架-内混凝土剪力墙结构体系的抗震能力,降低其在强震作用下的损伤程度.     

消能减震结构设计参数研究与试验验证

本文就消能减震结构设计参数,即消能部件的支撑刚度、层间最大阻尼力与结构层间屈服力比值等恢复力模型参数的选取进行了讨论。通过对消能装置的耗能特性理论分析,导出了消能装置产生的层间等效阻尼比与这些参数的关系曲线,建议了这些参数的合理取值范围。同时通过对两个消能减震试验结果的分析,验证了本文建议的参数取值的合理性。     

Vibration analysis of steel structures including the effect of panel zone flexibility based on the energy method

New approximate formulas are proposed to determine the natural frequencies of structures considering the effects of panel zone flexibility and soil-structure interaction. Several structures with various earthquake resisting systems are idealized as prismatic cantilever flexural-shear beams. Floor masses are considered as lumped masses at each story level and masses of columns are evenly distributed along the cantilever beam. Soil-structure interaction is considered as axial and rotational springs, whose potential energy are formulated and incorporated into overall potential energy of the structure. Subsequently, natural frequency equations are derived on the basis of energy conservation principle. The effect of axial forces on natural frequency is also considered in the proposed formulas. Using the method presented in this study, natural frequencies are computed using a simplified method with no complex numerical modeling. The proposed formulas are verified via experimental and numerical methods. Close agreement between the results from these three approaches are observed. Furthermore, the effects of panel zone flexibility, continuity plates and doubler plates on the natural frequencies of buildings are investigated.