耗能减震结构的受力分析与层间弹塑性变形简化计算方法

本文研究了安装粘弹性耗能器结构在常遇地震作用下层间最大剪力的分配情况 ,给出了层间最大剪力在结构构件与耗能器之间按刚度分配原则进行假想分配后 ,所得假想层间构件力与层间最大构件力之间的关系 ,以及假想层间附加力与层间最大附加力之间的关系 ,探讨了罕遇地震作用下安装粘弹性耗能器结构与安装软钢耗能器结构的层间弹塑性变形简化计算方法。     

安装粘滞阻尼器结构的抗震设计方法研究

本文研究了安装粘滞阻尼器结构在常遇地震作用下层间最大剪力的分配情况,建立了层间最大构件力与层间最大剪力的关系以及层间最大附加力与层间最大剪力的关系,提出了该类结构在罕遇地震作用下层间弹塑性变形的简化计算方法,最后建议了安装滞阻尼器结构的抗震设计步骤。     

新型SMA耗能器及结构地震反应控制试验研究

利用NiTi合金丝的超弹性性能，本文提出了两种新型SMA被动耗能器，分别称之为拉伸型SMA耗能器和剪刀型SMA耗能器。通过对耗能器的构造设计，安装在耗能器中的NiTi丝始终处于受拉状态，避免了合金丝在结构振动过程中受压屈曲。文中阐述了拉伸型SMA耗能器和剪刀型SMA耗能器的构造及工作原理，并将其安装在模型结构上进行了地震模拟振动台试验，验证了新型SMA耗能器的减振效果。     

带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析

在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。     

安装速度相关型消能器结构直接基于位移可靠度的抗震设计方法

考察了大震作用下安装速度相关型消能器结构的薄弱层层间位移可靠度指标增大系数与原无控结构薄弱层层间位移可靠度指标、第一振型附加阻尼比和粘弹性材料损耗因子之间的定量关系,提出了该类有控结构直接基于位移可靠度的抗震设计步骤。     

设有粘弹性阻尼器的结构体系的受力分析

探讨了安装有粘弹性阻尼器的结构体系在地震荷载作用下,其结构刚度,结构阻尼,阻尼器刚度和阻尼器经对体系层间剪力分配的影响,给出了大阻尼结构体系在进行结构抗震设计时层间剪力的分配原则,分析了粘弹性阻尼材料在地震荷载作用下,由于吸收地震能量而导致的温度升高对结构减震效果的影响。     

高层拟粘滞摩擦耗能结构的试验与参数研究

首先对一座安装有拟粘滞摩擦耗能器的１：８的１６层三跨钢结构模型、该结构未装耗能器的空框架以及装有普通支撑的框架模型进行了振动台地震模拟试验和动力特性试验,试验结果表明拟粘滞摩擦耗能器有良好的减振效果。然后对影响耗能体系减振效果的主要参数进行了数值研究,讨论了支撑刚度、初始起滑力和耗能器接触刚度对减振效果的影响。     

巨型框架-耗能支撑结构的减震性能分析

对巨型框架-耗能支撑结构新体系进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究该体系的减震性能和耗能支撑的不同布置方式对结构的减震效果。结果表明:如果耗能支撑布置位置得当,可以用较少的耗能支撑个数达到较好的减震效果;巨型框架-耗能支撑结构不但可以减少原巨型框架-支撑结构的层间侧移,还可以减少其底部剪力和顶层加速度反应的峰值。     

输电塔－线耦联体系地震反应分析方法（Ⅱ）：纵向

本文通过一座三层的耗能－隔震柔性底层钢管混凝土结构模型和一座三层普通钢筋混凝上结构模型的振动台实验，着重研究了耗能－隔震柔性底层钢管混凝上结构的抗震性能和减震效果，并与普通的钢筋混凝土结构的实验进行了分析比较，研究了两种结构体系在地震作用下的耗能分布和地震累积损伤情况。实验结果表明，耗能－隔震柔性底层能够有效地吸收地震输入的大部分能量，防止和减小了上部结构的地震破坏．文中还讨论了耗能－隔震柔性底层结构中钢管混凝土柱与橡胶隔震器之间的轴力分配以及在水平变形下的稳定性问题．     

工字型钢铅组合耗能器的非线性有限元模拟

钢铅组合耗能器将钢和铅2种材料巧妙地进行组合,具有制作工艺简单、经济性好等优点。在一种工字型钢铅组合耗能器试验研究的基础上,借助有限元分析软件ANSYS,考虑钢和铅2种材料本构模型的非线性以及2种材料之间的接触作用,建立了这种耗能器的非线性有限元计算模型,对耗能器进行数值模拟;在此基础上对安装耗能器的Benchmark结构进行了地震反应分析。研究结果表明建立的有限元模型能够准确描述耗能器的力学性能,耗能器具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性,是一种优良的耗能元件;工字型钢铅组合耗能器减震效果明显。     

某耗能减震框肢剪力墙转换结构分析

采用复合型铅粘弹性阻尼器对带转换层框肢剪力墙结构的某酒店进行了耗能减震设计,对耗能减震结构和钢支撑结构进行了对比分析,包括反应谱和局部非线性多遇地震作用和罕遇地震作用下的时程分析。结果表明,底部框架结构布置复合型铅粘弹性阻尼器后,在多遇和罕遇地震情况下层间位移能满足《建筑抗震设计规范》要求,并且采用耗能减震结构能优化整体结构,不会对转换层上部结构产生不利的影响,能更好地改善结构的抗震性能。     

钢筋砼磨擦耗能支撑框架结构的单元刚度和力学模型分析

为研究钢筋砼磨擦耗能支撑框架结构的动力反应性能，对其中的磨擦耗能器单元和框加杆单元的单元刚度和力学模型做了分析。钢筋砼磨擦耗能支撑单元由支撑杆单元和钢板－橡胶磨擦耗能器单元组成，支撑单元可取空间杆单元，磨擦耗能器单元为平面应力矩形单元。磨擦耗能器单元的剪切恢复力曲线为理想的弹塑性曲线，根据耗能器单元的力学模型，可确定其在每一时刻的刚度；框架结构空间杆单元的恢复力模型采用双线型模型，根据杆单元的力学模型，可确定其在每一时刻的刚度。并利用所编制的程序对十层单榀两跨空间普通框架和摩擦耗能支持框架在地震作用下进行了弹塑性反应时程分析，结果表明耗能支撑框架的顶层最大位移明显小于普通框架。     

双环软钢耗能器的试验研究

本文提出了“利用两个或多个耗能元件协同工作,同时耗能来设计新型耗能器”的思想,研究设计了双环软钢耗能器,并对三种不同构造的双环软钢耗能器进行了循环加载试验,考察了耗能器的工作特性和耗能性能,揭示了耗能的机理,给出了耗能器的恢复力模型。研究结果表明,双环软钢耗参器是一种初始刚度和屈服力高、变形性能好、耗能能力强、工作性能稳定、构造简单、制作与安装方便的新型耗能减震装置,具有广阔的应用前景。     

基于含耗能梁段钢框筒侧向力分布的影响比较

含可更换剪切型耗能梁段钢框筒是一种新型消能减震结构,利用部分裙梁跨中耗能梁段集中塑性变形,方便震后快速替换和结构功能恢复。利用时程分析进行该结构截面的初选计算成本高,常用侧向力分布方式与时程分析的分析结果差异以及对该结构设计安全性的影响需要评估。利用SAP2000软件对1个30层含耗能梁段钢框筒进行了双向地震下的时程分析和五种侧向力分布方式的Pushover分析,并比较了"三水准"下的楼层位移、层间位移角、层剪力、层倾覆弯矩、性能点,以及大震下的柱轴力、塑性铰分布,并评价了各侧向力分布方式的影响和给出了该结构的一些设计建议。研究表明:各侧向力分布在含耗能梁段钢框筒的性能评估中有一定的参考价值,单一侧向力分布均不足以预估它的性能,宜考虑两种或多种侧向力分布来评估其性能;大震下各侧向力分布的最大层间位移角明显高于时程均值,各侧向力分布下结构的延性系数约为2;在含耗能梁段钢框筒的初步设计中,可根据均匀分布、SRSS分布、高度等效分布初选构件截面,最后宜采用时程分析对截面进行校核。     

螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构抗震性能评估

为了增强传统钢框筒结构(Steel framed-tubed structures, SFT)的抗震性能和震后功能可恢复能力,提出了螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构(Steel framed-tubed structures with bolt-splice-connected repairable link beams, SFT-RLB)。首先给出了SFT-RLB结构构件的设计方法;然后基于OpenSEES平台提出了整体结构的弹塑性数值模型建模方法,通过子结构试验结果验证了有限元模型的准确性;继而设计了SFT和SFT-RLB结构算例,对比了2种结构的弹性和弹塑性性能;最后采用IDA方法对结构算例的抗地震倒塌能力进行评估。分析结果表明,SFT-RLB结构主要通过耗能梁段发展塑性耗散地震能量代替裙梁端部形成塑性铰,其耗能能力和变形能力均明显优于SFT结构。大震作用下,裙梁中设置的耗能梁段充分进入塑性耗散地震能量,可以有效地减小结构的基底剪力和层间侧移角,从而降低结构的地震作用,减轻主体构件的损伤程度。SFT-RLB的残余层间侧移角小于试验测得的可允许更换残余侧移角,证明结构具有震后...     

D型耗能器偏心支撑结构的抗震性能试验研究

偏心支撑结构是一种高烈度地震区高层建筑钢结构合理的抗侧力体系,本文针对目前偏心支撑结构存在的不足,提出一种新型的框架支撑形式——耗能器偏心支撑;并将该单斜杆(D型)耗能器偏心支撑与支撑斜杆上不加设耗能器的D型偏心支撑结构进行了对比试验。验证了该新型框架支撑形式不仅可以减少耗能梁段吸收的地震能量,而且可以减小耗能梁段的破坏程度,从而减少震后修复工作量;它具有很好的变形能力和足够的抗侧移能力。文中同时给出了设计方法,并提出了改进措施。     

组合钢板耗能器—一种新型耗能减震装置

本文在吸收普通钢板耗能器和Ｐａｌｌ摩擦耗能器优点的基础上提出了组合钢板耗能器，建立了相应的力学分析和计算模型；通过地震反应分析检验了其减振效果，并与普通钢板耗能器进行了对比。研究结果表明，组合钢板耗能器是一种构造简单，耐久性好，减效果和经济效果俱佳的抗震效果，具有广阔手应用前景。     

不同构造参数对圆环耗能器性能的影响分析

设计了13组不同构造参数的圆环耗能器,采用ABAQUS软件对安装在支撑框架结构中的圆环耗能器进行参数分析,研究圆环钢板厚度、圆环外直径、支撑角度、圆环钢板局部削弱形式和削弱深度对圆环耗能器性能的影响。研究结果表明：圆环耗能器滞回曲线稳定、饱满,塑性耗能能力强;随着圆环钢板厚度的增加或者圆环外直径的减小,圆环耗能器初始刚度和屈服力增大;支撑与横梁之间的角度对圆环耗能器性能有一定影响,交叉支撑角度宜取45°左右;圆环钢板局部削弱圆环耗能器比不削弱圆环耗能器具有更好的耗能效果;圆环钢板局部削弱形式宜采用圆弧式,且钢板削弱深度宜控制在圆环钢板宽度的20%~30%。     

设置斜撑粘弹性阻尼器框架结构空间协同工作分析方法的控制研究

粘弹性阻尼器（ved）是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。本文根据粘弹性阻尼材料的应力－应变关系，推导了粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵及单元控制力向量；并基于框架结构的空间特性，建立了设置斜撑Ved框架结构在考虑空间协同分析的基础上地震反应时程分析的控制方法；最后，应用本文的方法，对设置Ved斜支撑后钢筋混凝土框架结构进行了结构地震反应时程分析，并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论。     

钢筋砼摩擦耗能支撑框架结构的单元刚度和力学模型分析

为研究钢筋砼摩擦耗能支撑框架结构的动力反应性能 ,对其中的摩擦耗能器单元和框架杆单元的单元刚度和力学模型做了分析。钢筋砼摩擦耗能支撑单元由支撑杆单元和钢板—橡胶摩擦耗能器单元组成 ,支撑单元可取空间杆单元 ,摩擦耗能器单元为平面应力矩形单元。摩擦耗能器单元的剪切恢复力曲线为理想的弹塑性曲线 ,根据耗能器单元的力学模型 ,可确定其在每一时刻的刚度 ;框架结构空间杆单元的恢复力模型采用双线型模型 ,根据杆单元的力学模型 ,可确定其在每一时刻的刚度。并利用所编制的程序对十层单榀两跨空间普通框架和摩擦耗能支撑框架在地震作用下进行了弹塑性反应时程分析 ,结果表明耗能支撑框架的顶层最大位移明显小于普通框架