阻尼增強混凝土及其結(jié)構(gòu)的減振研究及與數(shù)值模擬.pdf

1、如果通過在混凝土材料中摻入某些功能摻料使得土木工程結(jié)構(gòu)具有較大的阻尼特性，則可在不改變結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計方法的前提下，使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震抗風(fēng)性能。本文力圖發(fā)展纖維增強阻尼混凝土及自減振結(jié)構(gòu)，重點研究纖維混凝土的阻尼增強效應(yīng)，表面改性技術(shù)對纖維混凝土的阻尼增強效應(yīng)以及數(shù)值模擬高阻尼自減振結(jié)構(gòu)在地震作用下減振效應(yīng)。本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，在不同種類外加纖維對混凝土阻尼性能影響研究的基礎(chǔ)上，擬采用我們課題組自主開發(fā)的混凝土阻尼

2、測試裝置，研究聚丙烯腈纖維在不同配合比、不同濕度、不同孔隙的條件下對于混凝土阻尼特性的影響,并初步探討阻尼增強機理，研究結(jié)果表明，隨著纖維摻量和引氣劑摻量的增加，混凝土的損耗因子逐漸增大，但是考慮攪拌工藝、成本等條件，纖維和引氣劑有一個最優(yōu)摻量；全濕狀態(tài)下混凝土的阻尼能力優(yōu)于全干狀態(tài)，半干半濕狀態(tài)下由于存在界面層混凝土材料的阻尼值最大。
　　其次，本課題擬采用的表面改性技術(shù)有硅烷化、硫酸化等，主要對超細的硅粉和碳纖維進行表面改性，

3、以達到提高增強材料與水泥水化物的界面接觸和搭接，從而進一步提高纖維增強混凝土的阻尼性能，研究結(jié)果表明，與未改性纖維混凝土相比，各種改性方法均有利于提高纖維混凝土的耗能能力，其中硅粉和碳纖維的硅烷化更加有效。
　　第三，用ANSYS軟件對單層混凝土框架結(jié)構(gòu)振動臺實驗進行模擬，首先確定結(jié)構(gòu)的阻尼比、剛度等動力參數(shù)；然后通過輸入El-Centro波、Taft波和天津波等地震波比較不同阻尼比的框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的相對位移和絕對加速度反應(yīng)

4、，最后與單層阻尼增強混凝土框架結(jié)構(gòu)振動臺實驗結(jié)果進行對比。研究表明，數(shù)值模擬的相對位移與絕對加速度時程曲線與實驗采集的相應(yīng)時程曲線相比，總體變化趨勢一致。
　　最后，為了考察阻尼增強與表面改性技術(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)的減振效果，本文對素混凝土、摻硅粉的混凝土以及摻表面改性硅粉增強混凝土的框架結(jié)構(gòu)在小震作用下進行動力分析。研究結(jié)果表明，摻表面改性硅粉的混凝土在小震作用下彈性范圍內(nèi)的耗能能力要比摻未改性硅粉混凝土的耗能能力強，二者均可以提高素