北京饭店消能减振抗震加固分析与设计:时程分析法

在北京饭店抗震加固改造工程中,采用了消能减振新技术.本文考虑结构弹塑性变形、普通支撑弹塑性屈曲、消能支撑非线性刚度和非线性阻尼特性,采用Wilson-θ法编制了消能结构非线性分析程序;然后,利用此程序对消能支撑加固后的北京饭店西楼主体结构进行了时程分析的抗震计算和验算,并对消能支撑加固的结构体系进行了消能分析,全面地揭示了消能支撑加固的合理性和有效性.     

消能支撑框架结构的非线性分析

本文介绍了六榀钢筋混凝土支撑框架模型（两榀为普通支撑框架，另四榀为消能支撑框架）在低周反复荷载作用下的工作性能和试验结果；编制了非线性程序，对试验模型进行了计算分析，计算结果和试验实测值符合较好；另外还计算了两榀足尺消能支撑框架结构，研究不同的消能器滑移荷载对结构抗震能力的影响，结果表明消能支撑框架结构具有良好、稳定的抗震性能。     

摩擦消能支撑装置非线性刚度分析

多层建筑结构中设置摩擦消能支撑是以“柔性消能”减小地震反应，实现结构被动控制的有效途径之一，本文通过分析和计算I0型，IIb型两种摩擦消能支撑装置在各种形状态下的单元刚度矩阵[KNL(t)]，为摩消能减震结构体系在地震作用下的非线性进程分析提供了消能支撑单元的精确理论模型。     

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。     

工程结构粘弹性消能支撑型式及设计参数的研究

针对工程中的实际需要,提出一些新型的粘弹性消能支撑型式,分析了它们的受力特点,推导了消能支撑变形的表达式,并给出了其控制力的计算公式;最后,研究了影响结构消能效果的设计参数,给出了设计参数合理的取值范围。     

消能支撑-方钢管混凝土框架结构抗震性能的试验研究

本文设计了一榀消能支撑框架,方钢管混凝土通过不同频率、不同位移幅值下的水平低周反复荷载试验,验证了消能支撑框架优异的消能能力,提出了相关连接构造的设计建议,为中高层钢结构住宅提供了一种新的抗震设计思路。     

铅挤压消能支撑框架模型结构试验研究

通过铅挤压消能器的低周反复加载试验,以及安装有铅挤压消能器的钢筋混凝土消能支撑框架模型结构的伪静力试验,主要研究了铅挤压消能器单独受反复荷载时的消能性能以及其在模型结构中所起的消能作用,模型结构的破坏机理和整体消能能力。研究结果表明,铅挤压消能器具有很好的消能能力,在模型结构总耗能中占据了很大的比例,模型结构具有较好的耗散地震能量的能力。     

扩孔螺栓连接型消能梁段的力学模型及参数研究

当前国家对建筑结构的抗震性能和震后功能恢复能力提出了更高要求。基于短剪切型消能梁段的受剪屈服特性和剪切扩孔型螺栓连接的受剪滑移性能,提出一种新型扩孔螺栓连接型消能梁段,可有效增大消能梁段的延性和耗能能力并同时减小消能梁段的损伤,使带扩孔螺栓连接型消能梁段的新型Y形偏心支撑结构更好地适应当前要求。采用有限元方法详细分析扩孔螺栓连接型消能梁段的滞回性能、破坏模式和耗能机理,由此得到其骨架曲线和力学模型,并阐述其力学模型的影响参数,为相应偏心支撑结构的设计和分析提供理论依据。     

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。     

摩擦消能支撑钢框架结构的弹塑性地震反应时程分析

本文分析了摩擦消能支撑及框架主体结构弹塑性本构关系，并给出了动力时程分析的计算方法。同时，对六层钢框架模型做了各种工况下的地震反应时程分析。结果表明，摩擦消能支撑钢框架（FEDBF）比抗弯钢框架（MRF）的地震作用明显降低，尤其在强震作用下效果更加明显。     

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。     

某大型复杂结构地震响应与控制研究

针对某大型复杂结构的地震响应及控制策略进行了研究。首先,建立该结构的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行模态分析,研究该复杂结构的振动特性,基于位能加权平均法求解了该复杂结构等效阻尼比;随后,研究了不同布置型式下粘滞消能支撑的受力特点和计算模型;最后.对该结构进行减振设计,分析了不同消能支撑布置形式下的减振效果。结果表明,采用消能减震装置能有效降低复杂结构的地震响应,且并不改变结构体型;同等减震效果前提下,采用人字形支撑比采用斜撑更为经济。本文工作可供类似的大型复杂结构减震设计参考和借鉴。     

考虑支撑变形时安装非线性粘滞消能器结构的抗震设计方法

通过理论分析和大量数值模拟,揭示了线性和非线性粘滞消能器两端的相对水平位移幅值与所在层的层间位移幅值之间的关系,总结提出了考虑支撑变形时安装非线性粘滞消能器结构的实用抗震设计步骤。上述研究结果拓展了现行《建筑抗震设计规范》中有关粘滞消能器部分的设计规定。     

框架结构消能支撑的减震优化方法

运用非线性规划中的复形法,对消能支撑框架结构中消能支撑的参数进行了优化,编制了适用性较好的计算机程序,并以一个６层钢筋混凝土框架作为算例,给出了在不同层间位移角限值下的优化结果。     

基于位移的RC框架结构与附加消能减震装置一体化设计

消能减震结构中主体结构和附加消能减震装置通常是单独设计的,由于主体结构和附加消能减震装置之间的耦合特性,为实现期望的性能目标需要进行迭代计算。本文提出一种基于位移的主体结构与附加消能减震装置一体化设计方法,首先,基于所选地震动记录和预期性能目标,得出结构阻尼比需求曲面;其次,推导了阻尼器-支撑部件参数计算公式,在已知主体结构基本信息及预期性能目标时,根据阻尼比需求曲面及所提出公式即可获得所需附加消能减震装置的支撑刚度及粘滞系数;再次,引入无量纲成本指数,以成本指数最小为目标函数,在可实现目标性能的附加消能减震装置参数中识别最优设计参数;最后,基于所提出的设计方法,分别以等效SDOF体系、MDOF体系及SAP2000设计的6层RC框架结构为例,对所提出的设计方法的有效性进行了验证,结果表明:经一体化设计的结构体系均可实现性能目标。     

消能支撑框架结构设计方法探讨

本文提出了一种新的消能支撑框架结构设计方法，该方法能够实现罕遇地震下结构的目标位移控制，其主要设计思路是框架主体结构按非抗震设计或降低烈度进行抗震设计，消能支撑则由罕遇烈度地震下满足给定层间位移角限值的优化计算来确定。本文还给出了一个15层框架结构的设计算例，并把本文方法的设计结果与按常规方法的设计结果进行了比较。     

罕遇地震下的屈曲约束支撑框架结构的动力响应研究

为分析支撑布置方式、刚度比、结构总层数等因素在罕遇地震下对屈曲约束支撑框架结构动力响应的影响,借助有限元分析软件SAP2000,分别对6层、12层、18层屈曲约束支撑框架结构模型进行了罕遇地震下的时程分析,详细研究了多高层结构体系的层间位移角、底层剪力、支撑内力等随支撑布置方式、刚度比、结构总层数等因素变化的规律。分析表明,倒V较单斜布置更能有效降低底层剪力、增大支撑轴力、降低层间位移角,从而降低结构的地震响应,更有利于结构消能减震;随着结构总层数的增大,支撑的屈服层数呈现出增多的趋势;刚度比七为2—4时,能使较多层数的屈曲约束支撑参与到消能减震的过程之中,较好地实现抗震设防目标。     

消能减震技术研究应用进展侧述

围绕第16届世界地震工程大会(16WCEE)所发表的关于消能减震技术研究和应用的重要成果,本文对调谐质量阻尼器TMD、屈曲约束支撑BRB、黏滞阻尼器以及其它相关类型消能减震技术的最新进展进行了梳理。从调谐质量阻尼器TMD的有效性评估及其设计应用所面临的问题与改进方法,屈曲约束支撑的连接构件性能、优化及其研发和应用,黏滞阻尼器应用中的构件性能提升方法、空间优化布置方法以及性能评估方法,以及磁流变阻尼器等其它消能减震技术的发展等4个方面分别作了概括性评述和展望,提出了有待进一步研究的若干问题。     

消能支撑框架结构的低周往复水平荷载试验仿真分析方法

本文提出了低周往复水平荷载试验仿真分析方法，该法既不同于弹塑性地震反应时程分析，又不同于常见的弹塑性静力分析。它能模拟低周往复水荷载试验的过程，既避免了地震波频谱的影响又体现了水平荷载的往复作用，可用于计算结构和构件的滞回曲线、截面的屈服顺序及相应的荷载和位移，尤其适用于分析消能支撑框架结构等耗能减震结构。本文用此方法分析了在框架柱轴压比超过限值要求时消能支撑的作用。     

基于传力路径的平面不规则RC框架结构减震设计

针对平面不规则RC框架结构,从构件安全层次出发提出基于传力路径的减震设计方法。首先根据广义结构刚度法的基本原理计算结构中所有构件的重要性系数,再假定消能支撑的截面参数,取每层最重要的构件位置布置支撑,经支撑在最不利地震组合下的轴力验算后确定支撑的最终设计参数和数量,然后考虑远场、近场有脉冲以及近场无脉冲地震动从双向输入对结构响应的影响,对减震前、后结构分别进行动力时程分析。分析结果表明,利用此方法优化布置支撑能为结构中重要构件提供有效保护,且在小、中、大震下消能支撑均能运作良好,使整体结构响应得到很好地控制。