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上海惯容高性能耗能器计算分析

来源: 发布时间:2023年02月15日

金属屈服型阻尼器也属于耗能器(装置)的一种:它具有什么特点呢?金属屈服型阻尼器采用特种金属材料(软钢)或合金为材料制作的一种易屈服、高耗能的结构防震(振)装置,主要利用特种软钢板材屈服后的非弹性特点来耗散地震等外部输入结构中的能量,属于位移相关型消能减震(振)装置。使用软钢板材具有屈服点低、坚固耐用且长期使用免维护的优点(使用年限50年),抗震(振)性能不受温度影响,是目前各类消能减震装置中较具经济效益的产品。粘滞阻尼墙也属于耗能器。上海惯容高性能耗能器计算分析

耗能器有什么特点?耗能机制单一,以一种方式耗散能量,如利用摩擦弹塑性或粘弹性滞回耗能的原理来制作各种类型的耗能器,其耗能能力有限,为了获得较高的耗能能力,必须使耗能器的尺寸较大才行。由于地震发生一般伴随着主震、余震或群震的地震序列,而余震往往紧随主震之后不久发生,如1995年1月17日日本阪神地震,地震后发生多次余震且余震震级大,延续时间长,因此要求耗能器具有多道耗能减震防线,而目前已有耗能阻尼器只有一道耗能减震防线,一旦耗能减震器损坏,整个耗能系统将失效。上海惯容高性能耗能器计算分析耗能器可以用于哪些建筑的减震加固?

传统抗震加固方法主要是通过加强主体结构的强度和刚度来满足抗震要求,但存在以下缺点:加固后结构的刚度和延性难以达到良好匹配,易造成刚度突变、局部应力集中和薄弱层转移;在高烈度地区,单靠提高结构的承载力和刚度来抵御地震显得不经济;施工方法较复杂,周期长,干扰性大;材料用量大,人工费用高。而耗能减震加固方法是通过在结构中附加耗能减震装置,利用耗能减震装置耗散地震输入的能量,减小主体结构的地震反应,从而避免主体结构倒塌或破坏,达到抗震加固目标。耗能减震加固方法是传统抗震加固方法的突破和发展,它具有加固机理明确、加固效果好、安全可靠、节约材料、施工方便、周期短、费用低等优点,近年来备受关注(周云等,1994;徐彤等,2000)。金属耗能器作为耗能减震装置中的一种,有着构造简单、制作方便、造价低廉、易于更换等特点,因而在美国、日本及我国中国台湾地区被广用于建筑、桥梁等结构的抗震加固工程中,取得了很好的效果。

哪些建筑使用金属耗能器进行抗震加固?墨西哥Izazaga 38-40号楼建于20世纪70年代后期,为砖填充端墙的钢筋混凝土框架结构。1985年墨西哥城大地震后,该建筑进行了加固,但不成功,之后采用被动耗能技术进行了第二次加固(TT.Soong等,2005)。该加固工程项目在外框架跨间共安装了250个 ADAS 耗能器,并且整个施工过程中,建筑物一直在正常使用。计算结果分析表明,加固后结构主方向的基本周期分别从3.82s 和2.33s 减小到2.24s 和2.01s,楼层间侧移降低了40%。减震耗能器类型有哪些?

耗能器的产品优势:限制更小(VS隔震建筑):几乎使用于所有结构的建筑,不受制于高宽比;用途更广(VS传统建筑&隔震建筑):不仅用于抗震还可以用于防风或者用于隔震层(配合隔震)等;没有隔震层(VS隔震建筑):对建筑的施工工序和工期影响小于隔震建筑。耗能器产品的局限性:减震建筑相对隔震建筑安全性较弱;(减震建筑减弱地震力的效果是20%-40%低于隔震的50%-80%);消能减震产品的布置将占据空间,这将一定程度上影响到建筑的美观性和功能性;(如:设置消能减震产品的梁柱要加强(也会增加一部分建筑成本),将增大公摊,影响采光,且此面墙不可在装修时拆除等)。黏弹性耗能器依赖于阻尼器自身的相对位移来耗能。天津开孔耗能器工程设计

耗能器包括:位移相关型耗能器、速度相关型耗能器和复合型耗能器。上海惯容高性能耗能器计算分析

经过对不同耗能器(装置)的研究发现:小震作用下摩擦阻尼器耗能而位移型阻尼器保持弹性,大震作用下摩擦阻尼器和位移型阻尼器同时耗能。由于摩擦阻尼器和位移型阻尼器并联,两者变形一致,双阶耗能墙的滞回曲线中的变形可取任一阻尼器位移,力则为两者叠加。由此可得,大震下墙式摩擦阻尼器和防屈曲钢板墙同时发挥耗能作用,在小震下墙式摩擦阻尼器发挥耗能作用,减震结构中常见的速度型阻尼器和位移型阻尼器对于天正的效果以及耗能的效果还可以再做进一步的分析。上海惯容高性能耗能器计算分析

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