某教学楼应用阻尼器的抗震性能分析
阻尼器抗震原理

阻尼器抗震原理阻尼器是一种能够缓解或消除结构物地震响应的重要装置。
它的基本原理是利用受控减振摩擦力和内部流体的运动阻力来实现减震,从而达到降低地震响应的目的。
本文将对阻尼器的抗震原理进行深入的探讨。
一、阻尼器的基本结构阻尼器是一种具有能量吸收和消散功能的装置,主要由三个部分组成:摩擦材料、流体和外壳。
摩擦材料一般为钢材或高强度复合材料,用于产生摩擦力;流体为液态或气态介质,主要用于调节结构物的振动能量;外壳则用于固定阻尼器以及隔绝中介体的流动。
二、阻尼器的减震机理1.摩擦减振效应阻尼器的摩擦减振效应是通过制动力产生的阻尼力来吸收结构物的振动能量。
当结构物发生振动时,摩擦材料中的制动力就会与结构物相互作用,从而形成一个减振系统。
随着振幅的增大,制动力也逐渐增强,减震器就会吸收更多的振动能量。
2.流体阻尼效应在阻尼器中,流体的运动阻力是减震机理的另一个重要因素。
当震动载荷作用于结构物上时,流体的流动会形成摩擦力和阻尼力,并使结构物的振动逐渐减弱。
流体本身也会吸收结构物的振动能量,并将其转化为热能或其他形式的能量。
3.摩擦材料和流体的相互作用阻尼器中的摩擦材料和流体之间存在一种复杂的相互作用关系。
当结构物处于振动状态时,摩擦材料和流体就会相互耗散能量。
摩擦材料通过制动力吸收结构物振动的动能,而流体则通过阻尼力将振动能量消耗掉。
这种相互作用可以使阻尼器具有更高的减震效率。
三、阻尼器的应用范围目前,阻尼器已经广泛应用于各种不同类型的结构物中,包括摩天大楼、桥梁、输电塔、核电站等。
阻尼器在这些结构物中的作用主要是消除结构物的固有频率,减少结构物在地震时的振动。
阻尼器还可以阻止结构物发生共振,降低结构物的疲劳损伤和结构的振幅,从而延长结构的使用寿命。
四、阻尼器的设计和选择阻尼器的设计和选择需要考虑多个因素,包括结构物的质量、地震波的频率和振动幅度等。
一般而言,较大的结构物需要使用更大的阻尼器,以便能够消耗更多的振动能量。
大楼抗震阻尼器原理

大楼抗震阻尼器原理在建筑工程领域,抗震阻尼器是一种重要的结构措施,用于减少地震对建筑物造成的破坏。
大楼抗震阻尼器的原理是通过利用一系列特定的结构设计和材料,以及结构控制系统,来减少地震引起的结构振动幅度,提高大楼的抗震性能。
一般来说,大楼抗震阻尼器可以分为主动和被动两种类型。
主动抗震阻尼器是指通过激励器等装置主动干涉结构振动,控制结构的运动。
而被动抗震阻尼器则是利用结构本身的能量耗散特性,通过阻尼器等装置吸收和消耗地震能量,减少结构振动。
在大楼抗震阻尼器的设计中,常用的阻尼器包括摩擦阻尼器、液体阻尼器、斜拉索阻尼器等。
这些阻尼器可以有效地降低结构的振动幅度,减少地震引起的损失。
摩擦阻尼器是一种常见的被动阻尼器,通过增加结构的摩擦阻力,来减少结构振动。
当结构发生振动时,摩擦阻尼器会产生阻尼力,吸收和消耗振动能量,从而减少结构的振幅。
摩擦阻尼器通常由摩擦片和压力调节器等组成,可以根据结构的需求进行调节。
液体阻尼器是一种利用流体阻尼原理的被动阻尼器,通过流体的粘滞阻尼特性来消耗结构振动能量。
液体阻尼器一般由液体封闭在容器中,当结构发生振动时,液体会产生阻尼力,减少结构的振动。
液体阻尼器具有简单、可靠、稳定的特点,广泛应用于大楼抗震设计中。
斜拉索阻尼器是一种结构控制系统,通过设计合理的斜拉索系统,来限制结构的振动。
斜拉索阻尼器一般由斜拉索和调节器等组成,可以根据结构的振动特性进行调节,有效减少结构的振动幅度。
总的来说,大楼抗震阻尼器是一种重要的结构措施,可以有效提高建筑物的抗震性能,减少地震对建筑物造成的破坏。
通过合理设计和选择适当的阻尼器,可以有效降低结构的振动幅度,保障建筑物和人员的安全。
在今后的建筑设计和施工中,大楼抗震阻尼器将发挥越来越重要的作用,为建筑物的抗震设计提供更多的选择和可能性。
阻尼器在新疆某中学加固中的应用

阻尼器在新疆某中学加固中的应用
近日,新疆某中学进行了加固工程,采用了最先进的阻尼器材料,使建筑物抗震性大大提高。
阻尼器是一种抗震材料,能吸收建筑物受力时产生的冲击,减少抗震结构的受力,从而实现防护建筑安全的目的。
新疆某中学加固的阻尼器材料,采用了最先进的技术,采用了碳纤维、碳纤维等多种材料,可以有效抑制建筑物受到地震时的震动,有效改善建筑物的抗震性能。
新疆某中学加固阻尼器的应用,不仅可以使建筑物有效抗击地震,还可以提高建筑物的结构安全性。
在加固后,建筑物的抗震性能提升了60%以上,满足了抗震要求。
此外,阻尼器的应用还可以减小地震时的建筑物损坏,确保学生的安全。
新疆某中学的加固工程,阻尼器的应用发挥了重要作用,使建筑物的抗震能力大大提高,为学生们提供更安全的学习环境。
在今后的抗震工作中,阻尼器也将发挥着重要的作用,为我们提供更安全的环境。
设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选

分类号UDC密学级号 1108140748硕士学位论文设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选赵乐乐学科门类:学科名称:指导教师:申请日期:工学结构工程李哲教授2014年2月可编辑摘要论文题目:设置金属阻尼器建筑的减震性能分析及方案优选学科名称:结构工程研究生:赵乐乐指导教师:李哲签名:签名:摘要消能结构的减震效果显著,这一优点使得这种结构在高烈度地区的实际工程中有广泛的应用前景,尤其在新建建筑和震后建筑的加固中应用形式和范围更广。
近几十年来,国内外学者进行了大量研究,主要对各种消能装置进行试验研究和理论分析,取得了诸多研究成果,现实意义重大,消能减震技术也愈发成熟,我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中,也有消能减震的相关内容,金属阻尼器是其中的一项。
我国学者对于金属消能阻尼器也做了理论和试验的研究,并取得了一些成果。
目前,金属阻尼器在结构中应用,但对其使用效果的详细分析并不多见,有必要进行进一步的研究。
在此背景下,基于已有的消能减震研究成果,本文进行了以下几个方面的工作:(1)分析介绍了金属阻尼器的力学性能和计算模型,阐述了金属阻尼结构的分析与设计方法。
(2)采用有限元软件ANSYS,以一个12层的框架剪力墙结构为研究对象,建立无控结构、消能结构和支撑结构三种不同的结构模型,经过模态分析得出三种结构的自振特性,并选取适当的地震波,对三种结构模型进行罕遇地震下的时程分析。
分析结果表明,在结构中加金属阻尼器,减震效果明显。
(3)对金属阻尼器布置方案进行优选,以设置了金属阻尼器的12层框架-剪力墙结构为研究对象,在使用相同数量阻尼器的情况下,采用两种布置方式,对比其控制效果。
分析结果表明,以层间位移角为控制函数的布置方案能有效的控制层间位移;均匀布置方案减震效果明显,布置方法简单,在实际工程中可行性较高。
关键词:消能减震;金属阻尼器;时程分析;优化布置可编辑可编辑摘要Title: Analysis and Optimization Selection of Metal Damper'sInfluence on the Structure under the EarthquakeMajor: Structure EngineeringName: Lele Zhao Signature:Signature: Supervisor : Pro. Zhe LiAbstractPassive energy dissipation structures have effective reduction of structuralresponse. Theadvantages make the structure have extensive application prospect in high intensi areas inpractical engineering, especially in the construction of new buildings andreinforcement ofbuilding after an earthquake. In recent decades ,studies on experiments ,theoretical analyses anddesign methods of various energy dissipation devices have made great development, which is ofgreat significance. Energy dissipation damping technology is also increasingly mature. Atpresent ,contents related to passive energy dissipation have been written to the Chin SeismicCode(GB50011-2010).Among it, the use of mental dampers is the technology neededto be emphasized and popularized. Chinese scholars for the metal energy dissipation dampers also made theoretical and experimental research, and obtained some achievements. At present, the metal damper applied in the structure, but detailed analysis of its use effect does not see more,there is a need for further research. In this background, based on the energy dissipati damping of the existing research results, this article has carried on the following several aspects work:(1)The paper analyze mechanics capability and computation models of the mental damper , expatiate the analytical and design methods, and discuss the application and optimize (2)A finite element method ANSYS Program is used to analyze the frame building with12-layer frame shear wall structures. Established three difference structuralmodels with structure without dampers, structure with support, structure with dampers,we can get themselves vibratory features by modal analysis. And then chooses representative seism wave, to carry on the dynamical time-historical analysis and discusses the dynamic response and damping performance of the structure under severe earthquake. Analysis results show that ,Add (3)With 12-layer frame shear wall structures as the research object in optimize dispose of mental dampers. There are two ways of optimize dispose in the framework, compared the control effect between different methods. Analysis results show that ,it can effectively control the displacement between the layers using interlayer displacement angle as the contro function可编辑most important thing is that, engineering feasibility is higher in the practical.Key words:energy dissipation;metal damper; time-history analysis ;optimum arrangement目录可编辑目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2结构减震控制分类 (4)1.3耗能减震结构的优点及应用 (6)1.4消能减震技术的研究进展和现状 (7)1.5本文主要研究内容 (10)2金属阻尼器 (11)2.1阻尼器的参数研究 (11)2.1.1引言 (11)2.1.2阻尼器的参数研究 (11)2.2确定恢复力模型 (12)2.3主体结构分析模型 (14)2.3.1结构分析模型分类 (14)2.3.2结构层间模型 (15)a.层间剪切型模型 (16)b.层间弯剪型模型 (17)c.等效的层间剪切型模型 (17)2.4结构时程分析的参数确定 (18)2.4.1阻尼装置的分析模型 (18)2.4.2恢复力模型 (19)2.4.3运动方程 (19)2.4.4刚度矩阵 (20)2.4.5刚度修正 (22)2.4.6阻尼矩阵 (22)3金属阻尼器减震结构的分析与设计方法 (25)3.1金属阻尼器减震结构的分析方法 (25)3.1.1时程分析法 (25)3.1.2选择地震波 (26)3.1.3恢复力模型 (28)3.2金属阻尼结构减震设计方法 (29)3.2.1消能减震结构的适用范围 (29)3.2.2消能减震结构设计的性能标准 (29)可编辑3.2.3消能器选择和布置原则 (30)a.选择消能器 (30)b.布置消能器 (30)3.2.4设置金属阻尼器结构的设计步骤 (31)3.3设置金属阻尼器结构的减震设计过程 (32)3.3.1确定金属阻尼器的数量 (32)3.3.3金属阻尼器的布置位置 (33)a.以层间位移角(或层间位移)为控制函数 (33)b.以控制力为控制函数 (33)c.以层间位移和层位移为控制函数 (33)d.以层间位移和顶层位移为控制函数 (34)4、消能支撑结构的减震性能分析 (35)4.1有限元软件ANSYS介绍 (35)4.2结构计算模型的建立 (36)4.2.1模型的基本数据 (36)4.2.2结构布置方案的选取 (37)4.2.3金属阻尼器的分析 (38)4.2.4结构模型说明 (39)4.2.5模态分析 (40)4.2.6地震波的选取 (42)4.3三种结构的抗震性能分析 (44)4.3.1三种结构在罕遇地震下顶层位移以及顶层加速度的比较 (44)4.3.3三种结构在罕遇地震下各层层间位移以及各层加速度的比较 (46)4.3.4结构基底剪力和弯矩的比较 (48)4.4软钢阻尼器的耗能减震效果分析总结 (50)5、消能支撑对结构的其他影响分析 (51)5.1无控结构和安装消能支撑结构的层间位移比较 (51)5.2安装消能支撑前后结构的轴力变化情况分析 (51)5.2.1引言 (51)5.2.2无控结构的框架柱轴力统计 (52)5.2.3安装消能支撑后的框架柱轴力统计 (53)6、设置金属阻尼器减震结构的方案优选设计研究 (55)6.1优选方案设计原则和设计步骤 (55)6.2优选方案设计 (55)目录可编辑6.2.1结构方案优选设计中的目标函数选取 (55)6.2.2方案优选设计说明 (55)6.2.3金属阻尼器循环布置方法及过程 (56)6.3结构两种布置方案计算结果及比较分析 (59)6.3.1两种方案的计算结果 (59)6.3.2两种方案各层阻尼器布置数量的比较 (65)6.3.3两种方案的计算结果对比分析 (65)6.4小结 (66)7结论和展望 (67)7.1结论 (67)7.2展望 (68)致谢 (69)参考文献 (71)可编辑1 绪论1.1选题背景及意义引起结构振动的原因有自然振动和环境振动,自然振动分为地震和风振,环境振动分为交通振动、设备振动和机械振动等,其中以地震带给结构的灾难最为严重,本文着重介绍减小地震影响作用的控制方法。
某教学楼抗震设计方案
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一、项目背景随着我国经济的快速发展,教育事业也得到了前所未有的重视。
为了满足人民群众对优质教育资源的需求,某地区决定新建一所教学楼。
然而,地震作为一种自然灾害,对建筑物的安全构成了严重威胁。
因此,在建筑设计过程中,必须充分考虑抗震性能,确保教学楼的稳定性和安全性。
本文针对该教学楼,提出一套抗震设计方案。
二、设计目标1. 满足抗震设防标准:按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的要求,确保教学楼在地震作用下,不发生倒塌、严重破坏和局部倒塌。
2. 提高抗震性能:通过优化结构设计,提高教学楼的抗震性能,降低地震对建筑物的损害。
3. 保障人员安全:确保教学楼在地震发生时,人员能够迅速疏散,减少人员伤亡。
三、抗震设计方案1. 结构形式选择(1)采用框架-剪力墙结构体系:框架-剪力墙结构体系具有较好的抗震性能,既能承受水平荷载,又能承受竖向荷载。
(2)框架柱采用钢筋混凝土柱,剪力墙采用钢筋混凝土墙,确保结构具有足够的承载力和延性。
2. 抗震设计措施(1)提高结构刚度:通过优化框架和剪力墙的截面尺寸,提高结构的整体刚度,降低地震作用下的变形。
(2)加强连接节点:确保框架柱与梁、剪力墙与梁的连接节点具有足够的强度和延性,提高结构整体抗震性能。
(3)设置抗震缝:在教学楼两侧设置抗震缝,将结构划分为若干独立单元,降低地震对结构的影响。
(4)设置消能减震装置:在关键部位设置消能减震装置,如隔震支座、消能阻尼器等,降低地震对建筑物的损害。
3. 非结构设计(1)提高建筑物的整体稳定性:通过优化建筑物的平面布置,提高建筑物的整体稳定性,降低地震作用下的倾覆风险。
(2)加强非结构构件:对门窗、屋面、墙体等非结构构件进行加固,提高其抗震性能。
(3)完善疏散设施:设置充足的疏散通道和疏散设施,确保地震发生时人员能够迅速疏散。
四、结论本文针对某教学楼,提出了一套抗震设计方案。
通过优化结构形式、抗震设计措施和非结构设计,确保教学楼在地震发生时,具有良好的抗震性能和安全性。
阻尼器在建筑防震中的应用研究

阻尼器在建筑防震中的应用研究地震一直以来都是人类所无法掌控的一种自然灾害,对于建筑物来说更是极具威胁。
随着科技的发展,人们对于建筑防震的要求也越来越高。
而阻尼器作为一种可以较好的缓解震动的装置,近年来被广泛应用于建筑物中。
一、阻尼器的种类阻尼器分为多种类型,如桥梁阻尼器、船舶阻尼器、风电机组阻尼器等,不同的类型可以根据不同的场景和需求进行选择。
在建筑领域中主要采用的是摩擦式阻尼器和液阻尼器。
摩擦式阻尼器是利用金属板和阻尼油脂的摩擦产生的能量来缓冲震动。
其设计原理比较简单,制造成本也相对比较低,因此在一些小型建筑物中得到了广泛的应用。
液阻尼器则是利用高粘度油液(或其它液体)的在密闭的容器中通过液压作用来产生的阻力,从而达到缓冲震动的效果。
由于其可以在更广泛的温度范围内使用,以及可以根据实际需求进行设计和制造,液阻尼器已经成为了在建筑领域中最常用的阻尼器类型。
二、阻尼器的应用场景阻尼器能够最有效地发挥作用的是高层建筑、大型桥梁等场景中。
由于这些建筑物的结构相对复杂,容易受到地震的威胁。
而在阻尼器的应用下,这些建筑物的抗震能力大大提高,可为人们在地震中提供更多的安全度。
另外,在诸如刚性结构、钢框架结构等建筑物中,阻尼器也有一定的应用前景。
通过在建筑物中分别使用摩擦式阻尼器和液阻尼器,还可以得到更全面、更优质的防震效果。
三、阻尼器的发展前景目前阻尼器在建筑领域中的应用仍处于相对较早的阶段,但是未来有着非常广阔的发展前景。
在阻尼器的技术、设计和制造等方面,都有着巨大的提升空间。
而在灾害防护的设计方面,业内人士也有了非常具体、非常成熟的设计理念和方案。
在未来,阻尼器还将在新型建筑构造、地震监测、防灾救援等领域得到更广泛的应用。
除此之外,阻尼器还可以用于建筑物的节能和环保,对于整个建筑行业来说都非常具有潜力。
总结:阻尼器在建筑领域中的应用,是一种可以减轻震动的装置,能够为建筑物提供更好的防震保护。
在研究和应用中,需要结合实际需求、实际场景和实际资金预算等方面进行综合考虑,才能使阻尼器尽可能发挥最大的作用。
粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用

粘滞阻尼器在学校宿舍楼减震设计中的应用摘要:随着建筑抗震安全性能要求的日益提高,消能减震技术在建筑抗震领域的应用越来越多。
消能减震技术是利用耗能装置(如阻尼器)消耗地震能量,减小主体结构的地震输入,降低整体结构体系的地震响应,进而减轻甚至避免主体结构构架的损伤破坏,是一种可行、有效的抗震策略,已成功应用于实际工程。
粘滞阻尼器是一种用于结构消能减震的阻尼元件,可降低地震作用进而减小结构尺寸以达到相应要求,而且对建筑外观不造成影响。
关键词:消能减震;粘滞阻尼;宿舍楼引言:在小震作用下,减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小,且最大位移角小于规范值;在大震作用下,减震结构的塑性铰发展较好,满足规范要求,且阻尼器的滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,可为建筑结构安全提供保障。
1传统抗震设计与粘滞阻尼器设计比较传统抗震设计主要通过增大配筋率、改变构架截面面积来实现,而粘滞阻尼器设计能在不改变原有结构的基础上实现抗震能力的大幅度提升。
粘滞阻尼器的工作原理是在流体运动时对其产生粘滞阻力,从而达到加固的效果。
粘滞阻尼器是一种无刚度、速度相关型的阻尼器,并且粘滞阻尼器阻尼力与活塞的运动速度成正比。
1.1传统抗震设计传统抗震设计主要体现在“抗”字,通过加大结构断面、增大配筋率来抵抗地震力。
该方法虽实用、有效,但在实践过程中也逐渐暴露出了问题:(1)提高“抗震”所需的建筑成本,以8度为例,采用上述方法提升抗震能力所增加的造价为8%-15%。
(2)在建筑物的刚度增大的同时,吸收的地震能量也增大。
(V)在大震作用下,增大截面后难以控制结构弹塑性变形耗散地震能量。
1.2粘滞阻尼消能减震设计粘滞阻尼墙可作为墙体安装在结构层间,是利用结构层间的相对运动,使内外钢板之间产生速度梯度引起粘滞材料剪切滞回耗能,达到降低结构动力响应的目的。
粘滞阻尼墙具有以下有优点:(1)易施工,且抗震效果明显。
(2)阻尼力可通过改变粘滞液体的稠度等进行改变。
某高层建筑采用粘滞阻尼器的抗震设计研究

维普资讯
20 08年 第 6期
某 高 层 建 筑 采 用 粘 滞 阻 尼 器 的 抗 震 设 计 研 究
13 0
尼 器 的实际 相对 位 移 幅值 与 层 间 位移 幅值 之 比 , 可 通 过插 值求 得 …或 采用 神经 网络 仿真 得 到 。
维普资讯
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文 章 编 号 :0 319 (0 8 0 —120 10 .9 5 2 0 ) 60 0 .4
某 高 层 建 筑 采 用 粘 滞 阻尼 器 的抗 震 设 计 研 究
其 中 F t是 粘滞 阻尼 器 的阻尼 力 ; () c是 阻尼 器 的阻尼
位移之比为 p 一 I I I =kJ C + 。 =I 一/ /
从该 式可 知 , 支撑 刚度 ( 支撑 变 形 ) 线 性 粘 滞 阻 尼 即 对 器 的 影响很 大 。对 于 非 线 性粘 滞 阻尼 器 , 虑 支 撑 考 变形 时 , 线 性 粘 滞 阻 尼 器 的 难 于 求 出 具 体 表 达 非 式 , 文献 [ ] 过 大量 数 值 模 拟 , 现 与 阻尼 器 的 但 4通 发 阻 尼系 数 c、 非线 性指 数 a、 支撑 刚度 、 构 的 自振 频 结 率 以及层 间位 移 幅值 I I 有 关 。非 线 性 粘 滞 阻 …
相 对位 移取 作所 在 层 的层 间 位 移 。实 际 上 , 由于 支 撑 的变 形不 可避 免 , 导致 阻 尼 器 两 端 的相 对 水 平 位 移 并 不 等 于阻 尼器所 在层 的层 问 位移 。 图 1所示 为粘 滞 阻 尼器在 结构 中的典 型 安装 方 式 , 地震 作 用 下 框 架 结 若 构 的层 问位 移 为 , 由于支 撑变 形 支 撑 顶部 相 对 支撑 底 部 的位 移为 ,则 粘 滞 阻尼 器两 端 的实 际相 对 位 移 , 为 = 一 。 文 献 [ ] 如何 在 工程 设 计 中合 理 地 。 4就 考 虑支 撑 变形所 带 来 的影 响 , 行 了详 细 理 论 分 析 和 进 大量 的数值 模 拟 。本 文 利 用文 献 [ ] 4 的研 究 成 果 考 虑
粘滞阻尼器在框架教学楼抗震加固中的应用

滁 州 职 业 技 术 学 院 学 报
J O U R N A L O F C H U Z H O U V O C A  ̄ O N A L&T E C H N I C A L C O U G E
De c . 2 01 4
线 单元 , 楼 板定义 为壳单 元 [ 3 ] , 所建立 的模 型如 图 2
关键词: 抗 震加 固; 框架结构; 粘 滞 阻尼 器 ; 消 能减 震 中图 分 类 号 : T U 3 5 2 . 1 文献 标 识 码 :A 文章编号 : 1 6 7 1 — 5 9 9 3 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 3 1 — 0 3
从 近年 来 我 国所 发生 的数 次较 强地震 可 以看 出, 中小学 校舍 都 有着 不 同程 度 的破 坏 , 尤其 是在 2 0 0 8年 汶 川 强 震 中 , 中 小学 校 舍 损 毁严 重 , 校 舍 倒 塌造 成 了众 多师 生 的伤 亡 。 中小学 学 生 因年龄 小, 应 急能 力及 自救 能 力较 弱 , 这 也就 要 求 中小 学
工 程 界 已得 到 认 可 。其 中 的 粘 滞 阻尼 器 作 为速 度 相
因按 8度来采取抗 震措 施。 对于该教学楼, 因走廊处 柱设置较少 , 建造 时间较早 , 为 了提高 结构 的抗震要
求, 将结构 的计算分析按 8度处理。 采用 S A P 2 0 0 0有限元分析程序建立 该教学楼分 析模型 , 对模 型中楼板定义为 刚性 隔板 , 梁 柱定义为
站 的加 固改造 、 北 京银 泰 中心 等 。 同时 , 处 梁 为 3 5 0 a r m×3 0 0 m m , 柱 截 面 为
谈昆明某幼儿园教学楼减震与抗震性能设计

山西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第8期・56・2 0 2 1年4月Vni. 27 Nn. 2Ape. 2021DOI :10.13719/j. cii. 1009-6825. 2021.08.021谈昆明某幼儿园教学楼减震与抗震性能设计杜劲泉02周辉12(1.云南浦兰宁建筑规划设计有限公司,云南昆明650300; 2.泛华建设集团有限公司云南分公司,云南昆明650300)摘要:在一系列破坏地震发生后,人们对建筑结构的抗震性能提出了更高的要求,现以昆明安宁某幼儿园教学楼工程为例,采用黏滞阻尼器(VFD )进行设计,研究其在各水准地震作用下的抗震性能,对比减震设计前与减震设计后的差异,得出结果表明:黏 滞阻尼器减震效果明显,结构抗震性能满足预期性能目标,研究成果能为其在高烈度地区的应用提供参考。
关键词:地震,抗震性能,减震,黏滞阻尼器,高烈度地区中图分类号:TU3522 文献标识码:A 文章编号:1009-6825 (2021 )08-0056-020引言由于无法确定地震的破坏力、强度和特性,传统的抗 (振)震方法设计的结构不能更有效的降低地震力对结构的破坏,因此当地震来临,往往会造成重大的经济损失和人员伤亡。
而消能器(黏滞阻尼器)在地震来临时,能最大限 度的吸收和消耗地震力对建筑结构的冲击能量,有效的缓解地震对建筑结构造成的冲击和破坏。
其作用相当于汽车 的“安全气囊”⑷,在受到地震冲击时,保护建筑结构安全。
本文就以实际工程来阐述减震消能技术,为其他工程提供 参考。
1工程概况本工程为云南省昆明市安宁市某幼儿园教学楼。
结构 体系为钢筋混凝土框架结构,结构共4层,总高度10. 10 m 。
建筑总面积为7 222. 06 m 2。
该工程抗震设防烈度为8度(0.2g ),场地类别:II 类,设计地震分组:第三组,特征周期值0.45 t 抗震设防类别为重点设防类别(乙类建筑)。
根 据云南相关抗震专项审查要求,该项目需采用减隔震设计,那么要做减震设计还是隔震设计。
使用阻尼器加固后建筑物地震响应研究
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使用阻尼器加固后建筑物地震响应研究张长富;凌晓娟;刘艳;毛祥华【摘要】以某实际加固工程为工程背景,利用 SAP2000有限元软件,分析了建筑物加固前和加固后地震响应情况,通过对比楼层平均位移、层间剪切变形、建筑物基底剪力弯矩后,得出了阻尼器对建筑物的影响规律,研究表明,使用阻尼器加固后,在地震作用下建筑物能大幅减少楼层位移以及层间剪切变形,同时也能大幅减少建筑物的内力。
%Taking a practical reinforcement project as engineering background. By finite element software SAP2000,analyzes building reinforce-ment before and after the earthquake response situation,after a mean displacement floor,interlaminar shear deformation,after building the base shear moment contrast can come damper on the influence of the building. Studies have shown that the use of the damper reinforcement after the earthquake the building can significantly reduce the displacement between floors and interlaminar shear deformation,but also can significantly re-duce the internal forces building.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)016【总页数】2页(P40-41)【关键词】框架结构;地震响应;阻尼器;建筑物加固【作者】张长富;凌晓娟;刘艳;毛祥华【作者单位】厦门树鑫建设集团有限公司,福建厦门 361000;厦门树鑫建设集团有限公司,福建厦门 361000;厦门树鑫建设集团有限公司,福建厦门 361000;厦门树鑫建设集团有限公司,福建厦门 361000【正文语种】中文【中图分类】TU352如何提高房屋及其他建筑物的抗震性能以及如何减少地震反应具有非常重要的意义,目前提高房屋抗震性能最有效的方法是在建筑物中采用隔震技术,减少建筑物在地震中的反应响应最有效的方法是在建筑物中加阻尼器。
阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析
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阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析
阻尼器的作用是通过吸收和转化地震能量,减少建筑结构的振动。
在高层钢结构中,
阻尼器可以通过消除结构的共振现象,减小结构的位移和加速度,从而降低地震对建筑物
的影响。
常见的阻尼器有摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和液体阻尼器等。
摩擦阻尼器在高层钢结构中的减震性能较好。
摩擦阻尼器通过摩擦力来吸收地震能量,减小结构的振动。
摩擦阻尼器具有简单、易于安装和调整的特点,可以适应不同结构的需求。
摩擦阻尼器还具有较好的耐久性和抗冲击能力,适用于高强度地震区域。
粘滞阻尼器是另一种常用的阻尼器,在高层钢结构中也能发挥较好的减震效果。
粘滞
阻尼器通过粘滞力来吸收地震能量,并将其转化为热能。
与摩擦阻尼器相比,粘滞阻尼器
具有更大的阻尼比和更宽的工作频率范围。
粘滞阻尼器还能够提供较大的阻尼力,有效控
制结构的振动。
阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析
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阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析1. 引言1.1 研究背景阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比分析引言目前对于不同类型阻尼器在高层钢结构中的减震性能进行对比分析的研究还比较有限,尤其是针对不同类型阻尼器在实际工程中的应用效果和影响因素的研究较少。
因此有必要对不同类型阻尼器在高层钢结构中的减震性能进行深入分析,为工程实践提供科学依据和指导。
【字数:201】1.2 研究目的本文旨在通过对阻尼器在高层钢结构中的减震性能进行对比分析,探讨不同类型阻尼器在减震效果和应用方面的差异,以及影响其性能的因素。
通过深入研究阻尼器的基本原理和高层钢结构的减震需求,可以为工程实践提供科学依据,指导高层钢结构的抗震设计和建设。
通过分析不同类型阻尼器在实际工程中的优缺点,可以为工程师和设计师在选择合适的减震措施时提供参考,从而提高高层建筑的抗震性能和安全性。
本研究还将对减震性能的对比分析进行结论,为相关领域的未来研究提出新的方向和建议。
1.3 研究意义研究阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比,可以帮助工程师和设计师选择合适的减震措施,从而提高高层钢结构在地震等自然灾害发生时的抗震性能,减少损失,保护人员生命财产安全。
通过对不同类型阻尼器的减震性能进行分析,可以为未来高层钢结构的设计和建造提供更多的技术支持和经验总结,促进高层建筑结构抗震设计的发展,推动我国高层建筑工程的安全可靠性和技术水平不断提升。
研究阻尼器在高层钢结构中的减震性能对比具有重要的理论和实际意义。
2. 正文2.1 阻尼器的基本原理阻尼器是一种用于减震和减振的装置,在高层钢结构中起着至关重要的作用。
其基本原理是利用阻尼器内的液体或气体,在结构震动时吸收和耗散能量,从而减少结构的振动幅度和振动周期。
阻尼器通常由阻尼器本体、阻尼器油液、活塞、活塞杆、减震阀、密封装置等组成。
在结构震动时,阻尼器通过弹簧作用将压缩的气体或液体逐渐释放,从而形成一种阻碍结构振动的阻尼作用。
学校工程中减震技术的设计
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2 ETABS分析模型验证
首先,进行 YJK模型准确性的验证,建立框架结构的 ETABS 模型,将 ETABS和 YJK模型计算得到的周期、质量、地震剪力进 行对比(模型中梁柱都对中处理,不考虑地下室及楼面坡屋顶)。 经计算,原结构 YJK模型与 ETABS模型的周期、地震剪力、结构 计算质量的计算结果都 比 较 相 近 (除 顶 层 外,顶 层 出 屋 面 小 塔 楼 在 YJK和 ETABS软件中计算方法不同,ETABS软件中没有考虑 鞭梢效应),由此推断,YJK模型能较为真实地反映结构的基本特 性,可作为本工程消能减震分析的有限元模型。
住建厅于 2014年也发布了《关于房屋建筑工程推广应用减 隔震技术的若干意见》,文件规定位于抗震设防烈度 8度及以上 的地震高烈度区的 3层及以上幼儿园、学校、医院等人员密集公 共建筑,均应优先采用减隔震技术进行设计。山西省内的 8度设 防区占到总面积的 21.82%,约 3.42万 km2,减震隔震在建筑设计 工作中,将得到日益广泛的应用。
机械工业出版社,2017. [8] GB50011—2010,建筑抗震设计规范(2016年版)[S]. [9] 朱炳寅.建筑结 构 设 计 问 答 及 分 析 [M].北 京:中 国 建 筑 工
业出版社,2013. [10] 苏启旺,蔡宏儒,李 力.从“汶川大地震”引发对板式楼梯
设计的思考[J].四川建筑科学研究,2008(4):165167.
摘 要:在某学校教学楼的设计过程中,采用了黏滞阻尼器对结构进行消能减震,经过对结构整体抗震性能的计算分析,合理地布
某学校建筑的消能减震分析
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某学校建筑的消能减震分析摘要:对8度区的学校建筑进行消能减震设计,布置了摩擦型和BRB两种抗震阻尼器,为结构提供刚度的同时也提供一定的附加阻尼比,根据规范要求选取七条地震波进行Midas Gen的动力弹塑性时程分析,大震下的层间最大位移角均有较大余量,结构塑性铰的开展情况也符合抗震概念设计和结构设计要求,阻尼器的滞回曲线饱满,耗能能力良好,可切实起到保护主体结构的作用,体现了消能减震结构在抗震性能上的优势。
关键词:消能减震;弹塑性;抗震阻尼器;时程分析1.引言本项目为学校建筑,抗震设防分类为乙类,抗震设防烈度为8度0.20g,地上3层,结构高度12米。
为实现结构设计的安全、合理、经济,切实提高抗震性能,对此进行消能减震设计。
消能减震阻尼器主要分三类,一是位移型,二是速度型,三是复合型[1]。
本工程根据实际结构特点和建筑要求,选用BRB和摩擦型阻尼器相结合的形式。
摩擦型阻尼器具有构造简单,可靠性好,成本低廉的特点,目前在日本、我国台湾地区应用广泛[2],在我国大陆地区也有众多案例。
BRB为防屈曲支撑,构造简单、耗能能力稳定,也广泛应用于新建工程及加固改造工程中[3~4].阻尼器布置方案见表1.1,本工程中所有摩擦型阻尼器在小震下屈服耗能,提供一定的刚度的同时,在结构的X、Y两个主方向上为主体结构提供一定的附加阻尼比;BRB在小震下保持弹性,中大震下屈服耗能。
阻尼器的布置位置如图1.1所示(图中粗线处)。
图1.1阻尼器典型布置图表1.1 减震方案2.消能减震方案弹性分析为保证结构安全、合理,设计符合规范要求,对多遇地震采用了两种软件进行计算分析。
选用SATWE和MIDAS GEN分别进行整体结构的反应谱和弹性时程分析。
2.1小震反应谱分析2.1.1结构三维计算模型模型简图如图2.1所示,图中红色位置为抗震阻尼器所在位置的等代构件。
构件尺寸根据构件刚度与消能部件有效刚度相等的原则确定。
图2.1结构三维计算模型简图2.1.2结构整体计算(1)结构周期结构前三个周期及平动扭转如下表所示,两者基本一致:(2)结构层间位移角两软件计算结果十分接近,小震时各楼层最大位移角如下表,X、Y向的最大层间位移角分别为1/709、1/644且均满足框架结构最大位移角1/550的限值,并有10%以上余量,体现了消能减震结构的优势。
墙式铅剪切型阻尼器在某教学楼加固中的应用
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墙式铅剪切型阻尼器在某教学楼加固中的应用
齐宗林
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2022(48)9
【摘要】某中学教学楼因修建于20世纪50年代末,其抗震性能不满足现行抗震设计要求,采用在原有结构中设置墙式铅剪切型阻尼器的加固方法提高其抗震性能。
运用SAP2000建立结构有限元模型并进行多遇地震下的弹性时程分析,确定了消能减震加固方案,然后对该减震结构在多遇地震及罕遇地震下的减震效果进行了验证,也介绍了阻尼器与主体结构的连接方式。
分析结果表明,减震结构的层间位移角满足《建筑抗震设计规范》限值要求,并且基地剪力显著降低,验证了墙式铅剪切型阻尼器布置的有效性和结构抗震安全性。
【总页数】6页(P9-13)
【作者】齐宗林
【作者单位】北京工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU318.2
【相关文献】
1.墙式与支撑式铅剪切阻尼器减震效果的对比分析
2.既有建筑加固改造中剪切型软钢阻尼器的应用
3.墙式剪切型软钢阻尼器等效线性化设计方法
4.一种剪切型铅阻
尼器及其在某火电厂房中的应用5.墙式铅阻尼器在剪力墙结构抗震加固中的应用研究
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阻尼器在结构抗震中的应用研究
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阻尼器在结构抗震中的应用研究摘要:本文介绍了结构抗震控制理论及主要控制形式,阐述了粘弹性阻尼器的耗能减震原理和有限元计算算模型,并且运用Midas软件对一五层钢筋混凝土框架结构设置粘弹性阻尼器前后进行模拟分析,通过对其动力性能进行对比,对抗震性能进行了评估,为粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用提供参考。
关键词:阻尼器;抗震; 控制Abstract: This paper introduces the structural seismic control theory and control form, elaborated the viscoelastic damper energy dissipation principle and finite element calculation model, and use Midas software to one five storey reinforced concrete frame structure with viscoelastic dampers and simulation analysis, based on its dynamic performance are compared, the seismic performance is evaluated, for viscoelastic dampers for seismic application provides the reference.Key words: damper; seismic; control1 前言地震是危及人民生命和财产的突发式自然灾害。
因此,结构控制在结构工程中的应用越来越重要。
结构振动控制(简称为结构控制)技术,是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应[1]。
该技术在土木工程界广泛的应用和研究始于1972年美籍华裔学者Yao J.T.P(姚冶平)对结构控制这一概念的首次提出,通过在结构上设置一些耗能装置,由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。
剪切型金属抗震阻尼器在学校建筑中的使用
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剪切型金属抗震阻尼器在学校建筑中的使用摘要:采用剪切型金属抗震阻尼器对山东某幼儿园框架结构进行优化,采用PKPM软件计算分析结构各性能指标,与原结构方案在层间位移角、基底剪力和工程量方面进行了对比分析,结果表明在结构性能指标没有明显变化的情况下,剪切型金属抗震阻尼器方案减少了工程量,降低了结构的造价。
关键词:剪切型金属抗震阻尼器;消能减震;经济优化;PKPM0 引言剪切型金属抗震阻尼器的工作原理是利用阻尼器芯板平面内产生剪切变形进入屈服以达到消能减震的目的。
该类产品应用多,技术成熟,产品的滞回曲线稳定、疲劳性能好、变形能力强、维护方便,价格相对较低,是较为常用和理想的耗能减震产品,已经被广泛应用于结构抗震减震设计。
将剪切型金属抗震阻尼器应用到框架结构上,可增加框架结构的抗侧刚度,同时通过其滞回耗能的能力,有效的消耗地震能量,降低原有结构的地震反应。
从而对原结构的构件截面进行优化,有效的降低工程造价。
1方案说明本项目位于山东省临沂市,抗震设防烈度8(0.3g)度,设防地震分组为第二组,场地土类别属II类(Tg=0.40s)。
本项目地上三层,采用框架结构,主屋面高度10.80m。
高烈度地区学校建筑(框架结构)具有以下一些典型特点:a、地震设防烈度高,地震作用大(8度0.30g),如果用常规做法梁柱截面只能做的很大才能满足规范的要求,这是结构设计的主要难点所在;b、主体结构采用框架结构,具有刚度弱,楼层位移大,抗侧和抗扭刚度较弱,常规做法只能将结构外围梁柱截面做的较大才能满足规范的要求,对建筑使用功能影响较大;c、构件配筋较大,施工难度大;d、采用减震技术相比常规结构有一定的经济技术优势,可显著优化结构构件尺寸和配筋,降低主体结构造价,方便施工;e、政策要求必须使用减震技术。
根据上述特点,剪切型金属抗震阻尼器比较适合于本项目,这种类型的阻尼器体积小,连接形式多种,耗能能力强,既可提供刚度也可在小震下提供附加阻尼比,符合本工程的特点,此类阻尼器也属于阻尼器产品中较为成熟和价格较低的类型,综合来看对本工程来说性价比较高。
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某教学楼应用阻尼器的抗震性能分析
作者:徐倩
来源:《建筑与装饰》2016年第06期
摘要传统的抗震结构体系通常是加大结构本身的性能来抵御地震作用,消能减震结构体系是通过给结构添加消能减震装置来耗散地震能量达到抗震目的。
黏滞阻尼器具有构造简单、材料经济、环境影响小、便于施工、减震效果明显、对原结构干扰小的优点,目前在很多领域都有应用。
关键词黏滞阻尼器;弹性时程分析;弹塑性时程分析
1 前言
黏滞耗能阻尼器的研发和应用,等于给建筑或桥梁装上了"安全气囊"。
在地震来临时,阻尼器最大限度吸收和消耗了地震对建筑结构的冲击能量,大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。
2 工程概况
小学教学楼2#楼占地1087.68平方米,建筑面积5510.06平方米。
本工程抗震设防烈度为8(0.2g),地震分组:第三组,场地类别:Ⅱ类。
教学楼的3D模型图如图1所示。
3 确定阻尼器的参数和数量及安装位置和型式
阻尼器的安装位置:楼层平面内的布置遵循“均匀、分散、对称”的原则[1]。
阻尼器竖向布置应先对非减震结构进行计算分析,确定层间位移角最大楼层,将阻尼器安装在此楼层处,安装数量根据具体情况而定,然后再对安装了阻尼器的结构进行分析,再将阻尼器安装到此时层间位移角最大楼层,如此循环直到将所有阻尼器安装完毕[2-3]。
阻尼器连接单元在模型中的模拟形式如下图2所示,表1 黏滞阻尼器技术参数及布置表:
4 结构弹性时程分析
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[4]5.1.2条规定,采用5条天然波2条人工波《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[4]5.1.2条规定,采用5条天然波2条人工波
在表2和图3.
在ETABS分析中,弹性时程分析采用软件所提供的快速非线性分析(FNA)方法,得出层间位移角表3 。
5 附加有效阻尼比的计算
5.1 理论依据[5]
(1)消能部件附加给结构的有效阻尼比可按下式估算:
式中:——消能减震结构的附加有效阻尼比;
——第个消能部件在结构预期层间位移下往复循环一周所消耗的能量;
——设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。
(2)不计及扭转影响时,消能减震结构在水平地震作用下的总应变能,可按下式估算[6]:
式中:——质点的水平地震作用标准值;
——质点对应于水平地震作用标准值的位移。
5.2Wcj——一个消能部件所消耗的能量的估算[7]
式中:——阻尼指数的函数,本工程取值3.70(按规程中指数0.25的偏保守取用);
——第j个消能器在相应水平地震作用下的最大阻尼力(kN)。
结构附加阻尼比如表4.
6 结构弹塑性时程分析
弹塑性时程分析过程考虑材料非线性;采用小变形假定;不考虑结构的几何非线性。
对于运动微分方程的求解,选择程序提供的Hilber-Hughes-Taylor逐步积分法,β值取0.25,γ取0.5,Alpha系数为0。
弹塑性时程分析过程中,在弹性时程分析的基础上选择三条地震波进行计算分析,最终结果取三条地震波作用下的包络值。
根据规范对所选地震波进行调幅,调幅后的峰值加速度为400cm/s²。
本节列举了结构在各个地震波作用下的结构响应结果。
为了分析结构在不同地震波、不同地震输入方向作用下结构的弹塑性性能,对结构进行单向地震输入作用下的弹塑性动力性能进行分析,得出结构地震作用响应结果,如位移、塑性铰分布等。
单向地震作用下,地震波分别沿X、Y向输入。
三条波的计算结果为:57波X向1/125、Y向1/127;142号波X向1/137、Y向1/122;REN1号波X向1/181、Y向1/163。
对不同地震波的时程分析,根据规范要求,三条地震波可取包络值。
7 结论
通过对结构的整体模型进行了弹性和弹塑性时程分析,采用不同地震波分析了结构在X 向单向和Y向单向地震输入时结构的抗震性能,主要结果总结如下:
⑴小震地震作用下,结构主体弹性,未进入屈服耗能阶段,满足预先设定减震目标。
⑵罕遇地震作用下构件开始进入塑性,框架梁、柱均有塑性铰出现,且梁铰先于柱铰出现,满足“强柱弱梁”的要求。
⑶罕遇地震作用下,与阻尼器相连的结构构件在正常设计下也会进入塑性状态;因此,在结构设计中,要着重注意消能子结构的设计,使其满足性能目的。
参考文献
[1] GB 50223-2008,建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] GB 50009-2012,建筑结构荷载规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
[3] GB 50068-2001,建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[4] GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[5] GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版,2010.
[6]GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[7] JGJ 297-2013,建筑消能减震技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.。