金屬阻尼器和粘滯阻尼器兼用結(jié)構(gòu)的減震性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的抗震方法是通過增加建筑結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸來抵抗地震作用，其結(jié)構(gòu)自調(diào)節(jié)能力差，難以修復(fù)和不經(jīng)濟。能量耗散結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝金屬，粘性阻尼器等代替結(jié)構(gòu)的損壞。從而在地震作用后，使主體結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加耐久安全。隨著消能減震結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，關(guān)于只加單一阻尼器的研究已很成熟，但兩種阻尼器兼用時的性能研究還不完善。
　　針對這一現(xiàn)狀，筆者先通過性能曲線法計算出單獨加粘滯阻尼器以及金屬阻尼器時滿足目標(biāo)位移降低率Rd的投放量。然后將之

2、前算出的單一阻尼器投放量進行組合，進行反復(fù)時程反應(yīng)分析法計算檢驗性能，找出減震性能優(yōu)于投放單一阻尼器時的最佳兼用組合，既可以發(fā)揮附加單一阻尼器時的優(yōu)勢又可避免附加單一阻尼器時的不足。黏滯阻尼器（Viscous Fluid Damper，簡稱VFD）是一種速度相關(guān)型阻尼器。液體的阻尼力和位移（相位差和近似值）不同，從而形成近似橢圓的滯回能量耗散曲線，達到能量耗散的目的。同時，粘性阻尼器具有不提供附加剛度，較少受激勵頻率和溫度影響的優(yōu)點，因

3、此粘性阻尼器廣泛用于能量耗散設(shè)計。金屬阻尼器主要是利用金屬進入彈塑性屈服狀態(tài)產(chǎn)生變形進行耗能，具有安裝簡便，耐久性高，價格低等優(yōu)點。金屬阻尼器可以為具有附加阻尼的建筑結(jié)構(gòu)提供額外的剛度。通過良好的滯回性能，消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，保護建筑結(jié)構(gòu)的安全。因為其顯著的減震效果，因此被用于新建建筑的減震控制，也用于舊建筑的維修加固。軟鋼阻尼器具有穩(wěn)定的滯回特性，具有良好的低循環(huán)疲勞特性。軟鋼阻尼器不受環(huán)境溫度的影響，其實際應(yīng)用在項目前景寬廣。通

4、常，金屬阻尼器適用于所有類型的建筑結(jié)構(gòu)。但對于金屬能量消散器，對相對位移的要求相對較大。因此，金屬阻尼器更適用于柔性結(jié)構(gòu)。
　　本文建立20層鋼框架結(jié)構(gòu)模型，通過設(shè)定結(jié)構(gòu)自振周期、樓層剛度分布系數(shù)，得到20層鋼框架模型的剛度分布。將日本規(guī)范計算的剪力與國內(nèi)振型分解法計算得的剪力進行比較，兩種方法計算結(jié)果很接近。利用自編程序，采用BCJ L2地震波對原結(jié)構(gòu)進行時程分析，得出原結(jié)構(gòu)層間位移角、層間位移不滿足目標(biāo)要求。
　　結(jié)構(gòu)附

5、加金屬阻尼器后，可以明顯減少主結(jié)構(gòu)的層間位移、層間位移角，使得位移降低率達到目標(biāo)值要求，可見金屬阻尼器有良好的耗能減震效果。結(jié)構(gòu)附加粘滯阻尼器后能夠較好的控制結(jié)構(gòu)的絕對位移，層間相對位移以及最大加速度等地震響應(yīng)。用減震性能曲線法配置阻尼器的數(shù)量可以有效的減少地震動作用下層間位移之間的偏差，從而避免地震損傷集中在某些層中。通過性能曲線法可以對多質(zhì)點體系主結(jié)構(gòu)中的阻尼器數(shù)量進行有效的配置，省去了以往設(shè)計中需要反復(fù)試算的大量運算過程，有一定的

6、工程實用意義。
　　原結(jié)構(gòu)在兼用兩種阻尼器時，加金屬阻尼器樓層最大層間位移要小于單獨使用金屬阻尼器時的最大層間位移，加粘滯阻尼器樓層最大層間位移要大于單獨使用粘滯阻尼器時的最大層間位移。下部樓層布置粘滯阻尼器，上部樓層布置金屬阻尼器可以有效控制結(jié)構(gòu)的加速度；在結(jié)構(gòu)的下部1/3樓層投置粘滯阻尼器，上部2/3樓層投置金屬阻尼器，可以有效的發(fā)揮金屬阻尼器降低層間最大位移的優(yōu)點，又可以避免單獨附加金屬阻尼器時加速度增加的不足。