新型減震自復位附屬結(jié)構(gòu)在橋梁應用中的力學性能研究.pdf

1、NSD（negative stiffness device，簡稱NSD）為一種新型的負剛度減震機構(gòu)，即在位移激勵下能產(chǎn)生與位移方向一致的作用力的機構(gòu)，將其內(nèi)置于結(jié)構(gòu)中可通過弱化結(jié)構(gòu)以達到減震效果?，F(xiàn)有系列研究表明:NSD具有較好的減震功效和自復位功能，且NSD機構(gòu)是無需外部能源輸入的被動控制的結(jié)構(gòu)減震技術(shù)，其完全通過力學機制產(chǎn)生負剛度從而達到減震功效。NSD作為被動減震裝置，一定程度上消除了主動、半主動控制裝置能量輸入大且不穩(wěn)定的影響。

2、目前基于NSD實現(xiàn)耗能能力的研究成果較少，因此，對改進型減震自復位負剛度機構(gòu)的抗震機理分析顯得尤為迫切。
　　為了進一步改善既有負剛度機構(gòu)的抗震性能，本文開發(fā)了增設與預壓彈簧并行的輔助耗能元件的改進型減震自復位負剛度機構(gòu)。以負剛度機構(gòu)中預壓彈簧剛度和預壓位移作為設計參數(shù)，設計了5個足尺試件并采用商業(yè)有限元軟件ABAQUS對其在水平低周往復荷載下的抗震機理進行了數(shù)值模擬?；谀M數(shù)據(jù)處理，對其滯回特征、水平抗側(cè)剛度和耗能能力等性能進

3、行了對比分析。
　　為了驗證改進型減震自復位負剛度機構(gòu)對結(jié)構(gòu)的減震功效，本文設計了直柱式橋墩結(jié)構(gòu)內(nèi)置改進型減震自復位負剛度機構(gòu)算例，并采用商業(yè)有限元軟件ABAQUS對其在水平低周往復荷載下以及單向加載下了進行數(shù)值模擬。
　　分析結(jié)果顯示:預壓彈簧剛度不僅影響負剛度對結(jié)構(gòu)弱化減震的發(fā)展進程，且影響消壓后對結(jié)構(gòu)強化自復位的功效。預壓位移設計值僅影響負剛度對結(jié)構(gòu)弱化減震的發(fā)展進程。設置與預壓彈簧并行的輔助耗能元件可提供耗散地震能的