粘滞阻尼器对空间桁架结构减震作用研究
粘滞阻尼器对建筑结构抗震性能的对比性研究
粘滞阻尼器对建筑结构抗震性能的对比性研究结构进行消能减震设计的关键是准确合理估计阻尼器的动力行为,这可以在ETABS、SAP2000、Abaqus等软件中实现。
但PKPM仅能通过振型分解反应谱法计算地震作用,并且单元类型十分有限,不能直接进行阻尼器的建模及计算。
为了在PKPM中进行设计,需要采用等效线性化的方法,黏滞流体阻尼器对结构刚度没有贡献,仅需要考虑其附加阻尼比的贡献。
标签:黏滞阻尼墙;阻尼比;地震波地震是世界上最不可预测的自然灾害之一,它所造成的直接灾害有:建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁路轨道变形等等。
作为全国地震多发和高烈度区的省份,因此云南省对于中小学、医院及幼儿园出台相关规定,必须采取减、隔震措施,以此提高对弱势群体的保护。
减震措施,是指通过在结构中加入阻尼器(软钢或粘滞)来耗散地震的作用能量,从而达到减小主体结构的地震反应的目的,可以避免结构在地震中破坏或倒塌,实现抗震设防目标。
因此本文针对云南省某学校工程项目,做出减震结构设计。
一、案例项目概况针对云南省某项目工程主要包含“学生食堂、文体中心和学生公寓”,总建筑面积:12900㎡;地上面积:10300㎡;地下面积:2600㎡进行减震设计。
“学生食堂、文体中心和学生公寓”上部建筑方案为L形布置,共12层(局部6层和3层)。
结构上采用抗震缝脱开的处理方法,沿12层与6层交接处将该子项上部结构分割为独立开来的一栋12层(局部3层)框架剪力墙结构和一栋6层框架结构。
在该子项塔楼下方及周边外扩范围设有一层地下室,全层地下室均为6级乙等人防地下室。
该子项两塔楼上部结构均采用消能减震技术。
抗震烈度为八度,地震分组为第三组,场地类别为二类;嵌固端选择:“学生食堂、文体中心和学生公寓”子项两栋塔楼嵌固端选取为地下室顶板[1-5]。
二、案例项目上部及地下室结构设计(一)结构选型、抗侧力体系和楼盖体系建筑结构体系、楼盖体系和结构抗震等级选取简述。
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究摘要:本论文首先介绍了结构控制理论的提出及其发展,以及控制形式。
然后对阻尼器进行了详细介绍,着重阐述了粘弹性阻尼器的耗能减震的原理及计算模型,详细说明了结构抗震控制设计方法的基本原理和步骤,并且运用有限元软件对一个设有粘弹性阻尼器的钢筋混凝土框架进行了动力时程分析。
为实际工程中结构抗震控制应用提供了参考。
关键词:阻尼器;抗震;时程;有限元Abstract: This paper first introduces the structure control theory and its development, and the control form. Then the damper were introduced, emphatically elaborated the viscoelastic damper energy dissipation principle and calculation model, detailed description of the structural seismic control design principle of the method and the step, and by using the finite element software on a with viscoelastic dampers reinforced concrete framework for dynamic time history analysis. This paper provides reference for the practical engineering of seismic control of structure and application.Key words: damper; seismic; scheduling; finite e1前言结构抗震控制技术是在结构上设置耗能装置,通过耗能材料的变形来增大结构阻尼达到消耗地震能量,减小主体结构地震反应[1]。
粘滞阻尼器减震隔震技术
粘滞阻尼器减震隔震技术
粘滞阻尼器是一种常用于减震隔震技术的装置,它的作用是通
过粘滞阻尼材料的粘滞特性来吸收和消散震动能量,从而减少结构
物体受到的震动影响。
粘滞阻尼器通常由粘滞材料、支撑结构和外
壳组成。
从技术角度来看,粘滞阻尼器的工作原理是利用粘滞材料的内
部分子在受到外力作用时发生相对滑动,从而将机械能转化为热能,达到减震的效果。
这种技术可以有效地减少建筑结构、桥梁、机械
设备等受到的地震、风载等外部振动的影响,提高其抗震性能和安
全性能。
在工程实践中,粘滞阻尼器广泛应用于高层建筑、大型桥梁、
风力发电机组等工程结构中,通过合理设计和布置粘滞阻尼器,可
以显著改善结构的减震隔震性能,从而保护结构和设备的安全运行。
此外,粘滞阻尼器的设计和应用也涉及到材料科学、结构工程、力学等多个学科领域,需要综合考虑材料的选择、结构的设计、安
装位置等因素,以达到最佳的减震效果。
总的来说,粘滞阻尼器作为一种重要的减震隔震技术,在工程实践中发挥着重要作用,通过合理的设计和应用,可以有效地提高建筑结构和设备的抗震性能,保障人们的生命财产安全。
粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用研究
粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用研究摘要:粘弹性阻尼器通过增加结构的阻尼,耗散结构的振动能量来达到减小结构反应的目的,由于造价较低,设计方便,施工简单,而且不会影响结构的系统稳定性,已成为结构工程中应用最广泛的控制装置。
本文介绍了粘弹性阻尼器的工作原理,分析了粘弹性阻尼器的计算模型,并建立了结构在地震作用下的运动方程,对安装了粘弹性阻尼器的框架结构进行了地震响应分析,通过安装粘弹性阻尼器前后结构动力特性以及地震响应的分析,可以得到,安装阻尼器装置之后,结构的抗震性能得到了提高,为工程应用提供了参考。
关键词:阻尼器框架抗震1 前言地震是一种随机震动,具有不确定性的特点。
传统的抗震设计方法在工程设计一开始就考虑好房屋形体、结构体系、刚度分布、能量输入、构件延性等方面的规律,辅以必要的计算和构造措施,依靠增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来降低地震作用,由于目前尚不能精确估计地震灾害的强度和特性,按传统设计的结构不具备自调节能力,属于被动消极的抗震方法#。
1972年美籍华裔学者J.P.T.Yao(姚治平)提出了结构控制这一概念[1],结构振动控制指采用某种技术使结构构件本身具有储存和消耗地震能量的能力,在动力荷载作用下的响应不超过某一限量,以满足工程安全性能要求。
2 结构振动控制理论结构控制技术中的结构耗能减震体系指在结构中的特殊部位设置阻尼器[2],当结构遭遇轻微地震或风荷载时,阻尼器处于刚弹性状态,使得结构具有足够的侧向刚度来满足规范要求;当结构遭遇强震时,随着结构受力和变形的增大,阻尼器将首先进入非弹性变形阶段,在结构内部产生较大的阻尼耗散地震能量,使主体结构避免达到明显的非弹性阶段,从而减弱结构的地震反应来达到安全的目的。
阻尼器作为耗能控制的关键组成部分,在实际应用中主要有粘性阻尼器、摩擦耗能阻尼器、调谐阻尼器、金属阻尼器、电流变和磁流变阻尼器等六大类。
根据结构特性[3],在建立建筑结构动力系统方程时,一般假设:(1)不考虑结构材料非线性和几何非线性对计算结果的影响;(2)不考虑基础与结构的相互作用;(3)地震时X, Y, Z方向的地震加速度相互独立。
粘滞阻尼减震结构研究与应用
地震 发 生时 ,由于地 面震 动 而产 生 的 巨大 能量 都 由结 构 自身 吸 的抗 热 、抗氧 性 、化 学惰性 以及 足够 的粘性 。有 机硅油 的粘 性使 阻尼 收 ,吸收 的过程 即能量转换 的过程 ,传 统 的抗 震结构 利用 自身 的抗震 器滞 回曲线饱 满 ,证 明其具 有 良好 的耗 能特性 。另外 ,有机 硅油在 温 6  ̄~ 0  ̄度 2 特性完 成此过程 ,在过程 完成后 ,结构 可能会 出现一 定程度 的破坏 。 度为 .0C 2 0( 之间其 粘 温系数 稳定 ,能够满 足一般 结构 的工作 为 了使结构达 到 “ 小震不 坏 、中震 可修 、大震 不倒 ” 的设 防标准 ,对 环境要 求 。 于结 构的主要 承重部分采取 了大量 的概 念设计 ,但 实际情况 并不容乐
城市建设 l
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粘 滞 阻尼 减 震 结 构 研 究 与应 用
张 文旭 九 江 学 院 土木 与城 建 学 院 3 2 0 305
摘要 :本文介绍 了粘滞 阻尼减震技 术的概念 与原理 ,然后 对其 中所涉及到的粘滞流体 材料 进行 了介 绍 ,并且部 分列举 了该技术在 国内外 的应 用 ,最后对该技术 目前仍存在 的问题及 未来的发展 前景进行 了分析 。
2 粘滞流体 的类型与特性 .
根据 粘滞 阻尼 器 的原理 ,不 同的粘 滞 流 体给 结构 带来 的影 响不
( ) 构设计人 员应 转 变既有观 念 ,加强 对新 技术 的应用 。 4 结
由于粘滞 阻尼减震 技术 相较 于传统抗 震技术 ,具有高效 、安全 、 同。粘滞 流体对阻尼器 性能 的影响主 要集 中在该 种流体 的流动性 、粘 经济等优 势 ,并且 已经 被为数 不少 的工程 实践所验证 ,可 以相 信 ,包 性 以及对温度 的适应能 力上 。 目前常 用的材 料有 液压油 、有机硅 油和 括 粘滞 阻尼 减震技 术在 内 的新 型减震 技术将 成为未来 结构设计 的重要
门式刚架结构采用粘滞阻尼器的减震控制研究的开题报告
门式刚架结构采用粘滞阻尼器的减震控制研究的开题报告一、选题的背景和意义门式刚架结构是一种常见的框架结构,在工业和民用建筑中广泛应用。
然而,这种结构存在着地震波引起的严重震动问题,给使用者带来较大的危险和不便。
传统的减震控制方法包括增加耗能材料、加固构件、增大质量等,但这些方法成本较高,操作较复杂。
近年来,随着粘滞阻尼器技术的迅速发展,其在减震控制中的应用也越来越广泛。
与传统方法相比,粘滞阻尼器可以在不改变结构原有属性的情况下,有效地降低结构震动,具有成本低、安装方便、可重复使用等优点,在国内外得到了广泛的研究和应用。
因此,采用粘滞阻尼器技术对门式刚架结构进行减震控制具有重要意义。
二、研究的目的和内容本研究旨在探究门式刚架结构采用粘滞阻尼器的减震控制方法,以提高该结构地震抗性能。
具体研究内容包括:1. 门式刚架结构的力学模型建立及震动特征分析。
2. 粘滞阻尼器的工作原理和参数选择。
3. 采用ANSYS软件对粘滞阻尼器进行模拟分析,确定其防震效果。
4. 根据模型试验结果,对门式刚架结构的减震控制方案进行优化。
三、研究方法和技术路线本研究采用实验测试和数值分析相结合的方法,具体分为以下步骤:1. 对门式刚架结构进行静力分析,建立其力学模型。
2. 对地震波进行选择、处理,并进行动力分析。
3. 根据粘滞阻尼器的工作原理和参数选择原则,确定粘滞阻尼器的类型与参数。
4. 使用ANSYS软件对粘滞阻尼器的防震效果进行模拟分析。
5. 设计试验方案,进行门式刚架结构在地震下的模型试验。
6. 根据试验结果,对门式刚架结构的减震控制方案进行优化。
四、拟解决的关键问题1. 粘滞阻尼器参数的确定问题。
根据实际情况确定合理的参数,保证阻尼器在结构中的工作效果。
2. 门式刚架结构的横向抗震性能问题。
采用粘滞阻尼器进行减震控制后,如何保证结构坚固稳定,满足横向抗震性能要求。
3. 试验结果的可靠性问题。
设计合理的试验方案,保证试验数据的准确性和可信度。
粘滞阻尼减震框架结构抗震设计方法
粘滞阻尼减震框架结构抗震设计方法粘滞阻尼减震框架结构是一种新型的结构抗震设计方法,它通过在结构中增加粘滞阻尼器,可以有效降低结构在地震荷载下的反应,提高结构的抗震性能。
本文将从粘滞阻尼器的工作原理、设计参数选择和设计实施等方面进行详细介绍。
一、粘滞阻尼器的工作原理粘滞阻尼器是一种通过能量耗散机制来减震的装置,其主要工作原理是通过粘滞液体在两端形成阻尼力,吸收结构的振动能量,从而减小结构的震动响应。
粘滞阻尼器的基本组成是一对金属板和介质组成,介质采用粘滞液体,当结构发生振动时,粘滞液体在金属板的挤压下发生形变,形成粘滞力对结构进行耗能减震。
二、粘滞阻尼器的设计参数选择1.阻尼剂的选择:一般采用具有稳定粘滞性能的液体作为阻尼剂,如硅油、粘滞胶等。
在选择阻尼剂时需要考虑其耐久性、温度敏感性和使用寿命等因素。
2.金属板的选择:金属板的选择应考虑其强度和刚度,以保证其可以承受结构的地震力并提供足够的刚度,同时还需考虑材料的防腐蚀性和焊接性能等因素。
3.粘滞阻尼器的布置:粘滞阻尼器的布置应根据结构的特点和设计要求来确定,一般情况下可将其布置在结构的主要受力区域,如柱子和梁的连接处等。
三、粘滞阻尼器的设计实施1.结构整体设计:在进行粘滞阻尼器的设计实施前,需要对整体结构进行设计计算,确定结构的受力性能和抗震性能等参数,并进行模拟分析和实验验证。
2.粘滞阻尼器的设计:根据结构的设计参数和受力情况,确定粘滞阻尼器的布置和数量,并进行粘滞阻尼器的尺寸和形状的计算与确定,保证其可以提供足够的阻尼力。
3.粘滞阻尼器的施工安装:在进行粘滞阻尼器的施工安装前,需要对其进行质量检查和试验验证,确保其性能符合设计要求,然后进行现场施工安装,保证其正确的布置位置和安装质量。
总结起来,粘滞阻尼减震框架结构的抗震设计方法是一种可行有效的抗震设计方法,其通过增加粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能。
在进行粘滞阻尼器的设计实施时,需要注意选择合适的阻尼剂、金属板和布置位置,保证其性能和安装质量,从而提高结构的抗震能力,确保结构的安全性。
粘滞阻尼器在结构抗震加固改造中的研究与应用的开题报告
粘滞阻尼器在结构抗震加固改造中的研究与应用的开题报
告
一、研究背景
中国地震频发,建筑物的抗震能力成为了民生安全重要的一环。
为提高建筑物的抗震能力,需要进行抗震加固改造。
粘滞阻尼器是一种新型的结构控制装置,可以实现对建筑结构的动力响应控制,大大提高建筑的抗震能力。
二、研究目的
本研究旨在深入探究粘滞阻尼器在结构抗震加固改造中的应用与研究,为建筑物的抗震加固提供一种新思路和新方法。
三、研究内容
1. 粘滞阻尼器的原理及特点分析;
2. 粘滞阻尼器在结构抗震中的应用及效果分析;
3. 粘滞阻尼器的设计原则及方法探讨;
4. 基于粘滞阻尼器的结构抗震加固方案研究;
5. 结论与展望。
四、研究方法
本研究采用文献综述法、案例分析法、数值模拟法等研究方法,从宏观和微观角度对粘滞阻尼器在结构抗震加固改造中的应用和研究进行探讨。
五、预期结果
通过对粘滞阻尼器在结构抗震加固中的研究与应用,预期能够提供一种新思路和新方法,创新抗震加固方案,提高建筑抗震能力。
六、研究意义
本研究对提高建筑抗震能力,保障民生安全具有重要意义,对推进工程结构领域的科学技术进步,具有积极的推动作用。
大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计共3篇
大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计共3篇大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计1在大跨空间结构中,地震是一个常见的自然灾害,其震动所带来的巨大能量在结构中可能会造成毁灭性的破坏。
因此,大跨空间结构的减震设计显得尤为重要。
粘滞阻尼器是一种常见的减震装置,其通过变形耗能的方式将地震所带来的能量吸收并转化为热能,起到减震作用,是目前公认效果较好的减震装置之一。
本文将重点介绍大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析和优化设计。
一、粘滞阻尼器的原理粘滞阻尼器作为一种常见的减震装置,其核心原理就是通过粘滞材料的变形使得振动能量发生转化,从而吸收地震所带来的能量,起到减震作用。
粘滞阻尼器的工作原理可以简单地分为两个过程:摩擦过程和黏滞过程。
摩擦过程是指阻尼器中两个摩擦面之间的相对运动,进而转化为摩擦热,从而吸收相应的能量。
在摩擦过程中,摩擦力与运动速度成正比,这是一种非线性的现象。
因此,在进行减震设计时需要考虑不同速度下的摩擦力。
黏滞过程是指粘滞材料内部的物质分子在外力作用下产生变形,从而能量被消耗,将振动能量转化为热能。
黏滞过程与摩擦过程不同,它是一种线性现象,其阻尼力与速度成线性关系,因此,可以通过增加黏滞材料的数量或者粘滞材料的厚度来增加黏滞阻尼器的阻尼力。
二、大跨空间结构采用粘滞阻尼器的减震分析对于大跨空间结构的减震分析,需要从结构的柔度、阻尼和质量三个方面考虑。
其中,柔度主要指结构的弹性变形能力;阻尼主要指减震系统对地震波进行耗能的能力;质量主要指结构的惯性质量,即结构在地震作用下惯性力的大小。
在粘滞阻尼器的应用过程中,阻尼器的刚度、阻尼比以及黏滞剪切模量等都是影响减震效果的重要因素。
根据实验结果表明,不同刚度的阻尼器对应不同的阻尼比,这是由于阻尼器的线性变形特性与其阻尼比的特征值有关。
针对此问题,研究者提出了一种基于相对刚度贡献的阻尼器刚度优化方法,有效提高了系统的阻尼比和耗能能力。
粘滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用
2 6
福建 建设科技
2 1 . . 0 1No 5
一建 筑 结构
图 4 阻尼 器
图 2 人字 型 器 立 面 布 置 图
俞
/
一
6注意事项 6 1与阻尼 器设备 相连 的梁柱 的抗 震等级 需提 高一级 , . 以保证此部位最后进入塑性 。 6 2需考虑 结 构 的地 震 力可 以传 递 给阻 尼 器 ,则 运 用 . P M 设计 时结构应满足刚性隔板假定 。 KP 6 3阻尼器 的输 出力 是单方 向的, . 需在 垂直输 出力方 向
( 上接 第 7页 ) 大趋势且不收敛 , 立即用挖土机挖土 向坡脚 回填反压 , 直至位 移稳定再采取加 固措施 ; 或者若基坑位移超过预警值 , 应及时 将基坑周 围多余 土卸 掉 , 以减轻 基坑边 荷载 。按 上述措施 进
图 5实景 图
参 考 文 献 E3 1 中国建筑科 学研 究 院 . B 0 1— 20 建 筑抗震 设计 规 范E - G 50 1 0 1 s. ]
度有关 , 此外 , 有一 个 重要 的参 数—— 行程 , 位 mi。这 还 单 n 影响阻尼器 中心距 的大小 。确定某 一型号的阻尼器 的性能 以
系列研究和应用成果 。 2工程 概 况
及外形 至少需要知道 阻尼力 , 阻尼 系数 , 速度 , 阻尼指 数这其 中 的三个参数和行程 。这些都 是通过有限元软件分析 由设计 人 员提供的 , 结构 中使 用阻 尼器 的优 点是 提高结 构 的抗 震性
度, 能满足结构正 常使 用要 求 。当出现 中、 大地震 时 , 随着 结 构侧 向变形 的增 大 , 尼器进 入弹塑性状态 , 阻 并且迅 速衰减结 构 的位 移 、 速度 、 加速度 等动力反应 , 而确保 主体结构在 强 从 地震作用下 的安 全使用 。
粘弹性阻尼器对框架结构的减震效果分析
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图 5 结构顶层减震前后的加速度 曲线
粘 弹性 阻尼 器 对 框 架 结 性 阻尼器是抗震被 动控制 中一种十分有效 的耗能减震装 置 , 指 根据 粘弹性 阻尼材 料的力 学性能, 对设置 粘 弹性 阻尼器 的钢 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。 关键词 : 弹性阻尼器 , 粘 消能减 震 , 加速度反应 中图分类号 : 5 . TU32 1 文献标识码 : A
如果确定 了粘弹性材料 的参数 G1G2和 叩 可按 下式求解粘 , ,
0的 ∞ ∞ 图 2 ∞ 云 南 禄 劝 波 加 速 度 曲线 ∞
l … … 隔震前
一
一
一
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弹性阻尼器的储能刚度 k l d和耗能 刚度 k2 d。
k 1 GI / a= A h, k 2 G2 / a= A h。
∞
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0 V6 ∞ 加
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图 1 某 综合 楼 柱 网布 置 图
2 2 减 震效 果分 析 .
输入 云南禄劝 波 , 结构 的最大加速 度反 应减少 4 . %, 主 0 7 输 入松潘 文县 波 , 结构 的最大 加速 度反 应减少 2 . %, 入 E. 主 80 输 1
空间桁架结构采用黏弹性阻尼的振动控制技术
( ol eo Aeop c d t as n ier g Na o a U iesyo f s eh oo y C l g f rsa e n e lE g e n , t n l nv ri f e e cn lg , e a Ma r n i i i t De n T
)s ein do e i ds e nt g h
bs f ert a aa s f ed p gmehns o i o l t tr l V M)T e eot l l e n f e aeo o i l nl i o a i ca i f s e s c e a ( E . hnt p ma pa met h t e c y s t m n h m v c a i ma i h i c ot h
C a gh 1 0 3 hn ) hn sa 4 0 7 ,C ia
A sat: o esei h s a evrn n f esae tevba o o t l fsaet s s utr S S f t c F rh pca p yi l n i met p c,h irt ncnr c us t c e(T )o br t l c o ot h i oo p r r u
v s o l t a i g r d i d tr n d a d t e d n i q a o fS sd rv d F rh r r , e d n mi u ly o ic ea i d mp o s e emi e , s c n n y a c e u t n o TS i e e . u t e mo e t y a c q ai f h m i i h t
尼 器( D) 研究 V D阻尼杆 在桁架 中的最佳位置配置 问题, Ⅶ , E 并推 导阻尼桁架 结构的动力学方程, 结合 VE 的阻尼特 M
隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用
隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用摘要:隔震结构是一种建筑结构形式,它通过利用弹性材料、减震器、承重墙等隔震材料,使建筑体系与地基之间产生阻尼,从而减少地震对建筑物的影响。
隔震结构被广泛应用于地震频繁的地区,如日本、美国加州等地。
隔震支座作为一种用于建筑和桥梁等结构的装置,通过在结构与地基之间引入柔性支撑材料,实现结构与地基的隔离,以降低结构受到外力引起的震动响应。
隔震支座的应用在抗震设计中发挥着重要的作用,可以保护结构和人员的安全。
基于此,本篇文章对隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用进行研究,以供参考。
关键词:隔震支座;粘滞阻尼器;隔震结构;应用分析引言隔震支座的原理是通过弹性和动力隔离来减缓结构震动的机制。
隔震支座在建筑、桥梁、工业设备和文物保护等领域中的应用十分广泛。
隔震支座虽然在抗震设计中具有许多优点,但也存在一些挑战和限制。
其中包括支座的材料选择、刚度调整、施工过程中的工程实施和维护等问题。
隔震支座的应用不仅可以保护结构和人员的安全,还能延长结构的使用寿命,降低维修成本。
因此,在实际工程中,合理选择隔震支座,并进行适当的设计和施工,对于提高结构的抗震性能具有重要意义。
1引入隔震结构的背景和意义隔震结构的引入背景和意义是因为地震是一种常见的自然灾害,它会对建筑物及其内部设施造成巨大破坏,严重威胁人类的生命安全和财产安全。
为了减少地震对建筑物的影响,人们通过研究隔震技术,设计出了隔震结构,使建筑物能够在地震中保持相对稳定,减少破坏和损失。
隔震结构的引入还有其他的意义,如:(1)增强建筑物的耐震性能,提高其抵御自然灾害的能力。
(2)减少地震对人类的伤害和财产损失,保障人们的生命安全和财产安全。
(3)提高建筑物的使用寿命,减少维修和修缮费用。
(4)增加建筑物的经济效益和社会效益,提高建筑物的价值和品质。
因此,隔震结构的引入具有重要的意义和价值,它是建筑结构领域的一项重要技术创新,为保障人类的安全和财富做出了重要贡献。
粘滞阻尼器在网架结构中不同布置位置减震效果对比
浅谈粘滞阻尼器在网架结构中不同布置位置的减震效果对比摘要利用实际工程某体育训练馆为例进行网架结构消能减震控制研究,重点研究粘滞阻尼器变换布置位置时网架结构减震效果的不同,设置三种方案来进行分析,得出网架结构中布置粘滞阻尼器减震效果较好的位置。
关键字:网架结构,粘滞阻尼器,减震控制,布置方案中图分类号: tu356 文献标识码: a 文章编号:1.引言近年来随着物质水平与精神水平的提高,人们对建筑空间的需求也越来越大,所以大跨空间结构应运而生,而网架结构作为大跨空间结构中的一种,由于其良好的优越性更是成为了许多建筑的首选形式[1]。
虽然网架结构的抗震性能比一般的砌体及混凝土结构高,但却不得不承认:迄今为止却真实的发生了多例网架结构在地震作用下破坏的事故。
对结构进行减震控制主要有主动控制、被动控制及混合控制等,而被动控制因为其造价低、控制容易实现等优点,是在实际工程中应用最多的减震方法,被动控制又包括隔震和在架构中附加子系统如阻尼器等[2]。
本文结合实际工程某体育中心训练馆的网架结构的特点,在架构中加入粘滞阻尼器进行消能减震研究,其中重点分析将粘滞阻尼器布置在网架结构中不同位置时结构减震效果的不同。
2.粘滞阻尼器在网架结构中布置在不同位置处结构减震效果的不同本文尝试把粘滞阻尼器加在网架结构中不同位置,分析对比各结构减震效果的不同,取节点212及杆件362作为控制节点及控制杆件,经过时程分析,取其加入粘滞阻尼器前与加入粘滞阻尼器后的内力来进行分析比较。
其中各布置方案如下所示:方案1:阻尼器加在网架结构中部上弦上,加阻尼器30根,时程分析结果如图1所示:(a)节点212位移对比图(b)节点212速度对比图(c)节点212加速度对比图(d)杆件362轴力对比图图1 结构在无控与方案1中地震反应的对比图方案2:阻尼器加在网架结构中部腹杆上,加阻尼器30根,时程分析结果如图2所示:(a)节点212位移对比图(b)节点212速度对比图(c)节点212加速度对比图(d)杆件362轴力对比图图2 结构在无控与方案2中地震反应的对比图方案3:阻尼器加在网架结构周边腹杆上,加阻尼器30根,结构时程分析结果如图3所示:(a)节点212位移对比图(b)节点212速度对比图(c)节点212加速度对比图(d)杆件362轴力对比图图3 结构在无控与方案3中地震反应的对比图现把以上三种布置方案的减震效果汇总,其结果见表1及表2:表1 不同方案设置阻尼器的减震计算结果表2 不同方案设置阻尼器的减震率对比(%)通过3种方案加粘滞阻尼器的对比,可以得出以下结论:⑴在网架结构中加入粘滞阻尼器可以起到减小地震作用的效果,可看出网架结构的节点位移、速度、加速度及杆件轴力都得到了控制,有所减小,但阻尼器布置在不同位置处网架结构的减震效果不同。
粘滞阻尼器的抗震分析
粘滞阻尼器的抗震分析摘要:地震的频繁发生使抗震的要求越来越高,粘滞阻尼器作为一种抗震构件,依靠其安全性、合理性、经济性,使用在越来越多的工程当中,本文通过介绍粘滞阻尼器的构造,分析其抗震原理,对粘滞阻尼器的抗震设计进行了总结和分析。
关键字:粘滞阻尼器,抗震,原理,设计一.概论最近几年,地震在我国频繁发生,给人们带来了生命财产的严重损失,所以抗震成为保证结构安全的重要任务。
现在世界各国普遍采用的传统抗震方法为“延性结构体系”,它的设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
在现代建筑的设计中,积极抗震方法已是大势所趋,尤其是消能减震的设计方法。
结构消能减震体系是一种新的抗震防灾技术,是把结构的一些非承重构件(支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能构件,或在结构的一些部位(层间空间、节点、连接缝等)装设消能装置,在小风或小震时,本身有足够的侧向刚度以满足使用要求,结构处于弹性状态;当出现大震或大风时,随着侧向变形的增大,消能构件先进入非弹性状态,产生比较大的阻尼,消耗输入结构的大部分能量,迅速衰减结构的振动反应,使主体结构避免出现明显的非弹性状态。
消能减震结构体系与传统抗震结构体系相比,具有安全性、经济性、技术合理性和震后易于修复或更换的优点,故本文将对粘滞阻尼器做一系列的抗震设计探讨。
二、粘滞阻尼器粘滞阻尼器的研究始于20世纪80年代末,美国和日本起步较早,目前已经运用到大量工程中,相应的也制定了设计规范、规程和设计手册。
国内则相对起步较晚,始于20世纪90年代初。
目前我国已在阻尼器的实验研究、开发以及工程应用等方面已取得一定的成就。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)也包含了应用阻尼器相关方面的内容。
粘滞阻尼器由缸筒、活塞、粘滞流体和导杆等组成。
缸筒内充满粘滞流体,活塞可在缸筒内进行往复运动,活塞上开有适量的小孔或活塞与缸筒留有空隙。
当结构因变形使缸筒和活塞产生相对运动时,迫使粘滞流体从小孔或间隙流过,从而产生阻尼力,将振动能量通过粘滞耗能消掉,达到减震的目的。
粘弹性阻尼器对空间桁架结构减震设计与分析
式 中:。 与 依次为弹性组件和粘性组件产生的应力 。可知该模型的本构关系为
r 0 =q +g () 2
式 中 : 为 总应 变 ; 。 g分 别 为粘 弹性 材料性 能确定 的系数 。由式 ( ) 7 q和 2可得 出粘 弹性 阻尼器 的力一 位移
n G" v  ̄ A
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式 中 : I G” G , 分别 为粘 弹性 材 料 的储 能剪切 模 量 和损耗 剪切 模量 ; , 、 为粘 弹性 阻尼 器 的粘 弹性层 数 ; 为 t
粘弹性层厚度 ; , 为粘弹性层面积 ;O C为激励频率 , 常取结构的第一 自振频率 。
2 实 际工 程 应 用
21 工程 背景 与有 限元模 型建 立 .
厦门市五缘音乐厅为大跨空间桁架体系 , 采用钢管与钢管混凝土组合结构。主跨 2 高度 3 上 3 m, 0 m; 弦杆和下弦杆采用 l2、 5 壁厚 1 m热轧无缝 圆钢管 ; 0 m 腹杆采用 l4、 l 壁厚 6i m热轧无缝 圆钢管 ; f l 柱 采 用 l 0 壁 厚 4 T、 凝 土强 度 等 级 为 C 0的 钢 管 混 凝 土 。结 构 所 在 地 区抗 震 设 防烈 度 为 7 0、 0 0 l混 ml 3 度 ( 1 ) 建筑场地类别为 I类 , 第 组 , I 根据钢结构规范 , 结构整体 阻尼 比为 O 2 . 。利用 S P 00 0 A 2 0 建立有 限元
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空间桁架复合结构的阻尼减振分析与试验研究
空间桁架复合结构的阻尼减振分析与试验研究王鹏1,张振伟1,骆海涛2,王正印1(1.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110819;2.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016)来稿日期:2019-12-07基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(51505470)作者简介:王鹏,(1989-),男,辽宁抚顺人,博士研究生,主要研究方向:机械可靠性,机械振动;张振伟,(1962-),男,辽宁沈阳人,硕士研究生,教授,主要研究方向:热工干燥设备结构强度分析及流场温度场模拟1引言在实际工作生产中,桁架结构由于容易拆装、工艺性好、质量轻,且可以根据具体需要进行结构调节等优良属性得到了越来越广泛的应用。
桁架的两个主要应用方面一个是在桁架的最顶端连接相关的光电学设备用来分离设备从而降低相互间的干扰,另一个是作为支撑结构支撑空间大型可展设备等。
空间桁架复合结构主要由桁架和箱体两部分组成。
箱体安装于桁架的末端,桁架起到连接和支撑的作用,箱体内部装载不同类型的精密光电学仪器。
桁架复合结构在工作和运输过程中所经历的振动环境主要分为随机振动环境和低频正弦振动环境[1]。
这两种振动环境会使桁架结构遭到损坏,发生连接松散,结构件变形,性能下降的现象,同时这两种振动会使光电学仪器精度下降,机械疲劳,电路瞬间短路、断路,甚至功能失效。
因此,对桁架复合结构振动特性及振动抑制的研究很有必要。
在低频正弦振动环境下根据实际需要采用在空间载荷箱体摘要:为了解决桁架复合结构振动响应过大,光电学仪器可能发生失效的问题,利用在桁架管壁和箱体面板上敷加粘弹性约束阻尼层的方法对整体结构进行减振。
采用有限元分析软件Nastran 对原结构和敷加粘弹性约束阻尼层的桁架复合结构进行给定工况下的振动特性分析,得到了桁架复合结构指定位置的振动加速度响应曲线。
以阻尼因子大小作为减振效果评价指标,通过对粘弹性约束阻尼层的厚度进行优化和对比分析,最终得到了最优的粘弹性约束阻尼层设计参数。
粘滞阻尼器在大跨度桁架结构减振中的应用
粘滞阻尼器在大跨度桁架结构减振中的应用粘滞阻尼器是一种新型的减振装置,它由两个密封腔室、一个气囊和一个膜片组成。
一般情况下,两个密封腔室中充有不同流体,当外力作用于气囊时,两个密封腔室之间的流体会有所变化,从而产生了一种“粘性”效应,这就是所谓的“粘滞阻尼”效应。
粘滞阻尼器具有较强的阻尼能力,可以大幅度地降低结构的振动,并能够有效地抑制结构的低频振动,这使得它在大跨度桁架结构减振中得到了广泛的应用。
首先,要说明的是,大跨度桁架结构是指结构的跨度超过50m的结构,例如电厂、水厂等大型工程结构。
这类结构由于结构刚度较低,而且由于结构的横向跨度较大,振动的幅值也会变得较大,因此采取有效的减振措施就变得更加重要了。
粘滞阻尼器可以有效地减振大跨度桁架结构的振动,主要原理是:在粘滞阻尼器的容器内,充有不同流体,当外力作用于容器时,由于流体之间的粘滞耦合作用,使得流体内部有一定的阻尼,从而减弱结构振动。
此外,大跨度桁架结构的减振还可以采用增加结构刚度的方法,通过增加钢构件的尺寸、增加桁架结构的深度或者增加结构的偏心系数,可以有效地增加结构的刚度,从而减少结构振动。
综上所述,大跨度桁架结构的减振有两种方法,即粘滞阻尼器减振和增加结构刚度的减振,两种方法可以相结合来发挥最大的减振效果。
粘滞阻尼器减振得到了广泛的应用,它具有减振效果好、维护方便、安装简单、价格低廉等优点,在大跨度桁架结构的减振中有着重要的意义。
In summary, the damping of large-span truss structure can be realized by two methods, namely viscous damping and increasing structural stiffness. Viscous dampers have been widely used in the damping of large-span truss structures due to their advantages of good damping effect, convenient maintenance, simple installation and low price, which is of great significance.。
浅谈粘滞阻尼器在框剪结构中的应用
浅谈粘滞阻尼器在框剪结构中的应用摘要:新疆维吾尔自治区阿勒泰地区富蕴县人民医院急诊和医技综合楼建设项目位于高烈度区,按照常规框剪结构进行设计时,为满足规范要求多遇地震下结构截面尺寸过大。
设置粘滞阻尼器后,采用YJK及SAUSAGE结构设计软件进行结构弹塑性分析,发现设置粘滞阻尼器能提高结构抗震性能,并优化结构截面尺寸。
关键词:粘滞阻尼器、框剪结构、阻尼比黏滞流体消能阻尼器是由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成,利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的一种速度相关型消能阻尼器。
黏滞消能阻尼器能提供较大的阻尼,因而可以有效地减小结构的振动,同时当结构变形最大时,消能阻尼器的控制力为零,从而使结构的受力更加合理;此外由于黏滞流体消能阻尼器不提供附加的刚度,不会因为安装消能阻尼器而改变结构的自振周期从而增加地震作用;同时其受激励频率和温度的影响较小。
这些优点表明,黏滞流体消能阻尼器在结则是在结构的抗震和抗风控制中有者广阔的应用前景。
1.工程概况本工程位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区富蕴县,采用框架-剪力墙结构形式,楼层数为地下1层,地上7层,建筑结构高度30.9m,宽23.4m。
建筑面积为13940.7㎡,其中地上面积12732.1㎡;工程设计使用年限为50年,属于重点设防类,乙类建筑。
2.设计条件抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度峰值为0.20g,设计地震分组第三组,Ⅱ类场地,场地特征周期0.45s。
本工程采用减震方案,在地上3到7层布置40套黏滞阻尼器,设置黏滞阻尼器能有效提高结构在多遇、设防地震作用下的安全储备,实现相关减震设计目标,保证其在使用荷载作用下的正常使用性能。
3.结构分析3.1多遇地震下反应谱分析为了确保动力弹塑性分析模型的准确性,首先对SAUSAGE结构模型进行模态分析及多遇地震下的反应谱分析,并将其计算结果与YJK结果进行对比,如表1.1、表1.2及表1.3所示,其中表中差值为:(|SAUSAGE-YJK|/YJK)*100%。
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关键词 :空间结构 ; 体育馆建筑 ; 粘滞阻尼器 ; 消能减震 ; 多维地震输入
中 图 分 类 号 :T U 3 9 3 . 3 ; T U 3 1 1 . 3 文 献 标 识 码 :A D O I : 1 0 . 1 3 4 6 5 / j . e n k i . i v s . 2 0 1 4 . 0 6 . 0 2 3
( 1 . S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , T o n  ̄ i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 , C h i n a ;
2 . K e y L a b .o f S t r u c t u r e E n g i n e e r i n g a n d Ea ah q u a k e Re s i s t a n c e ,Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n,Xi ’ a n U n i v e r s i t y o f A r c h i t e c t u r e a n d T e c h n o l o g y,Xi ’ a n 7 1 0 0 5 5, C h i n a ;
Vi b r a t i o n r e d uc t i o n o f s pa c e t r u s s s t r uc t u r e wi t h v i s c o us d a mp e r s
J I A B i n , L U O X i a o — q u n , D I NG J u a n , Z H A NG Q i 一
Ab s t r a c t : T h e s e i s mi c d a ma g e c o n t r o l w a s i n v e s t i g a t e d f o r l a r g e — s p a n s p a c e t r u s s s t r u c t u r e s b y p l a c i n g v i s c o u s
振 第3 3卷第 6期
动与Βιβλιοθήκη 冲击 V0 1 . 3 3 NO . 6 2 01 4
J OURNAL OF VI BRAT I ON AND S HOC K
粘 滞 阻尼器 对 空 间桁 架 结构 减 震 作用 研 究
贾 斌 , 罗晓群 , 丁 娟 。 , 张其林
2 0 0 2 3 3 )
三向地震 波进 行时程分析。以屋 盖结 构水 平向位移 、 加速度及构件 内力 为减震 控制 目标 , 计算分析表 明 , 设置粘滞阻尼器 能有 效抑制结构在地震 作用下响应 ; 屋盖结构均匀 布置 阻尼 器较集 中布 置减震效果好 ; 结 构减震效果 不随 阻尼 系数 的增 大而线性提高 , 且存在较优值范 围 ; 不同地震烈度下粘滞阻尼器对空间桁架结构减震控制 均有 明显效果 ; 粘滞阻尼器在 不 同地震 波输入 时滞 回曲线均较饱 满 , 呈现典 型速度相关 型阻尼器 特征。研 究结果对粘滞阻尼器用于大跨空间结构减震控
me mb e r f o r c e s i n t h e r o o f s t uc r t u r e a s t h e t a r g e t s o f v i b r a t i o n c o n t r o l ,t h e a n a l y t i c a l r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e s e i s mi c r e s p o n s e s c a n b e e f f e c t i v e l y c o n t r o l l e d v i a i n s t a l l i n g d a mp e r s o n t h e s p a c e t us r s s t uc r t u r e . Un i f o m r p l a c e me n t o f v i s c o u s d a mp e r s s h o ws b e t t e r p e fo r m a r n c e wh e n c o mp a r i n g wi t h t h a t o f c e n t r a l i z e d p l a c e me n t .T h e e f f i c i e n c y o f t h e s e i s mi c
d a mp e r s a t d i f f e r e n t l o c a t i o n s o n r o o f .T i me h i s t o r y a n a l y s e s we r e p e r f o r me d wi t h t h r e e — d i me n s i o n a l e a r t hq u a k e g r o un d mo t i o n i n p u t s f o r a g y mn a s i u m b u i l d i n g .Ta k i n g t h e d i s pl a c e me n t a n d a c c e l e r a t i o n i n t h e ho r i z o n t a l di r e c t i o n a s we l l a s t h e
3 . J i n g g o n g G e n e r a l I n s t i t u t e o f A r c h i t e c t u r a l D e s i g n a n d R e s e a r c h C o . , L t d , S h a n g h a i 2 0 0 2 3 3 , C h i n a )
( 1 . 同济大学 土木工程学 院 , 上海 2 0 0 0 9 2 ; 2 . 西安建筑科技 大学 结构工程与抗震教育部重点实验室 , 西安 7 1 0 0 5 5 ; 3 . 精工建筑设计研究总院 , 上海
摘 要 :为研究粘滞阻尼器对大跨空间桁架结构减震控制作用, 在某体育馆屋盖不同部位设置粘滞阻尼器 , 输入