【摘 要】
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针对柔性连接高层连体结构提出共享调谐质量阻尼器(Shared Tuned Mass Damper,STMD)减震的概念.基于三自由度简化分析模型,采用零均值平稳白噪声作为激励,推导结构传递函数及随机地震响应解析表达式.通过与VED(Visco-elastic Damper)减震结构进行对比,揭示STMD减震机理.研究塔楼频率比以及连体质量比、调谐频率比和阻尼比等无量纲参数对结构特性及随机地震响应的影响,以塔楼位移为控制目标进行柔性连接单元最优参数分析,并给出最优连体调谐频率比、阻尼比的拟合公式.研究表明,
【机 构】
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宁波工程学院建筑与交通工程学院,浙江宁波315211;宁波大学土木与环境工程学院,浙江宁波315211
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针对柔性连接高层连体结构提出共享调谐质量阻尼器(Shared Tuned Mass Damper,STMD)减震的概念.基于三自由度简化分析模型,采用零均值平稳白噪声作为激励,推导结构传递函数及随机地震响应解析表达式.通过与VED(Visco-elastic Damper)减震结构进行对比,揭示STMD减震机理.研究塔楼频率比以及连体质量比、调谐频率比和阻尼比等无量纲参数对结构特性及随机地震响应的影响,以塔楼位移为控制目标进行柔性连接单元最优参数分析,并给出最优连体调谐频率比、阻尼比的拟合公式.研究表明,连体质量给定的前提下,合理选择柔性连接单元参数可以有效的减小塔楼地震响应,塔楼动力特性越接近减震效果越显著.该研究可以为连体结构实际工程初设阶段柔性连接单元最优参数的确定提供理论支撑.
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以FEMAP-58为代表的基于全概率理论的新一代建筑抗震性能评估方法可对既有建筑的抗震性能进行评估.本文以一个既有高层剪力墙建筑结构为例,介绍了采用FEMAP-58方法进行抗震性能评估的原理和流程.采用增量动力分析方法,提取结构在各地震动强度等级下的响应;然后建立包含人员分布模型、结构构件和非结构构件信息等在内的建筑信息模型,对建筑实例进行了基于地震动强度的评估和基于时间的评估,给出了修复费用、修复时间和人员伤亡的评估结果.分析结果表明,采用FEMA P-58建筑抗震性能评估方法可对既有高层建筑的抗震性能
高层剪力墙结构在水平地震作用下的层间位移包含有害位移和无害位移两部分.从有害位移的定义出发,基于结构挠度方程提出一种简化解析法来计算层间有害位移;以某一15层双肢剪力墙为例,采用简化解析法和楼层转角法(分别以层间位移角,竖向构件切线角,楼板转角作为弯曲转角)来计算结构层间有害位移,并利用对角支撑法来确定弯曲转角的合理取值以及验证简化解析法的正确性.结果表明:结构底层层间位移即为有害位移;结构各楼层有害位移占比随着楼层的提高逐渐减小;采用楼板转角作为弯曲转角可以较为准确地计算结构层间有害位移;采用提出的简化
为了研究砌体填充墙对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了强框架和弱框架两种框架类型、混凝土空心砌块和混凝土实心砌块两种砌块类型,进行了4榀缩尺比例为1/2单层单跨混凝土砌体填充墙框架结构模型和2榀缩尺比例为1/2单层单跨框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验.分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震性能指标.试验结果表明:填充墙和框架的相对强弱会影响框架结构的水平承载力和破坏形态;强填充墙强框架的水平承载力和耗能能力比弱填充墙弱框架要好;峰值荷载后,强填
为研究新型装配整体式预应力混凝土框架结构抗震性能,设计制作了2个装配整体式预应力混凝土框架无牛腿梁柱节点和暗牛腿梁柱节点,并进行了低周往复加载试验,分析了其破坏形态、滞回特性、刚度退化、位移延性以及耗能能力等抗震特性.试验结果表明:2个试件均发生了梁端塑性铰弯曲破坏,节点核心区基本保持完整,滞回曲线呈“弓形”特征,且较为饱满,位移延性系数分别达到5.52、4.30,整体表现出良好的耗能与变形能力;暗牛腿节点承载力略高于无牛腿节点,无牛腿节点的耗能能力、位移延性等综合抗震性能略优于暗牛腿节点.
包头市一高层住宅楼其主体结构采用钢管混凝土束结构,但由于此类结构属于新型结构,无法使用常规的计算分析程序计算其大震安全性,故采用SAUSAGE软件进行动力弹塑性时程分析,并根据结构的特殊性,重新拟定了材料的本构关系.分析结果表明,本结构体系满足抗震设防目标和规范要求,为同类结构的抗震分析提供了参考和建议.
为研究新型性能恢复功能摇摆柱(IRR柱)在双向地震作用下的抗震性能,采用ABAQUS有限元软件建立了IRR柱的精细化有限元模型.通过已完成的主轴加载下足尺IRR柱抗震性能试验数据与有限元分析结果进行对比,验证了模型的合理性.利用验证后的有限元模型进行参数分析,研究了不同加载角度、钢板阻尼器厚度和轴压比对IRR柱抗震性能的影响.分析结果表明:震后可恢复功能摇摆柱具有良好的抗震性能;加载角度从0°增大到45°时,摇摆柱峰值承载力和耗能能力逐渐增大;增大钢板阻尼器厚度可显著提高双向受力摇摆柱的峰值承载力和耗能能
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针对网架屋盖悬挑端风致响应较大的问题,提出附加粘弹性阻尼器的减振方法.采用带悬挑平屋盖风压分布风洞试验数据,对附加和无附加粘弹性阻尼器的足尺子结构模型进行最不利风向作用下的加载试验.建立网架屋盖数值分析模型,进行附加阻尼器的阻尼系数和安装位置对结构减振效果的研究.结果表明:附加粘弹性阻尼器可减小网架屋盖悬挑端的风致响应.粘弹性阻尼器阻尼系数的增大可提高其减振效果,但随着阻尼系数的增大,减振效果趋于稳定.在网架下弦附加阻尼器对位移的减振效果更好,在上弦附加阻尼器对加速度的减振效果更好.
厦门国际悦海湾酒店为地下2层,地上36层的超高层建筑,该建筑主屋面结构高度为170.3m,出屋面钢构架顶高度为202m,从22层即标高104.2m开始沿高度逐层收进.该建筑受力特征以剪力墙结构为主,采用带加强层的框架-剪力墙结构体系.本文采用SATWE、MIDAS Building两种软件,对结构进行了小震反应谱分析、小震弹性时程分析、中震弹性验算、中震不屈服验算以及大震作用下的动力弹塑性时程分析,同时对结构进行了按规范和风洞试验数据的对比计算.计算分析表明,本工程采用带加强层的框架-剪力墙结构体系能够达
为了评价利用记忆合金阻尼器减震的被动控制结构的力学性能,针对利用预压的弹簧组回位和预拉记忆合金丝组耗能的自复位阻尼器,采用Brinson本构并根据应变分析记忆合金材料的应力,同时利用弹塑性模型模拟弹簧应力,在Matlab中编制模拟阻尼器位移与力关系的程序,模拟结果与试验结果吻合.在此基础上将该程序应用于被动控制结构的地震响应分析和评价,并在Matlab中编制了采用Wilson-θ法求解结构地震响应的程序.对底层安装有自复位SMA阻尼器的3钢框架模型进行时程分析,结构的层间位移峰值最大减震率为22.44％.