位移放大型粘弹性阻尼器减震结构地震响应分析方法研究
粘弹性阻尼器
粘弹性阻尼器及应用实例数力系工程力学07-1班叶佳楠21 （号）1.阻尼器的分类阻尼器只是一个构件.使用在不同地方或不同工作环境就有不同的阻尼作用.主要用于减振或用于防震，低速时允许移动，在速度或加速度超过相应的值时闭锁，形成刚性支撑。
其主要的分类有：弹簧阻尼器，液压阻尼器，脉冲阻尼器，旋转阻尼器，和粘弹性阻尼器。
其中粘弹性阻尼器（VED）是一种十分有效安全的耗能减震装置，在结构振动控制中的应用已有二十多年的历史，已被美国及日本等高度工业化的国家在高层建筑设计中所广泛采用。
1972 年建成的纽约110 层世界贸易大厦，安装了一万个粘弹性阻尼器。
美国西雅图的76 层哥伦比亚大厦，共安装了260 个阻尼器。
它们安装粘弹性阻尼器的目的是力图减少结构的风振反应。
我国将粘弹性阻尼器用于结构的抗风抗震设计始于近几年。
东南大学的陈文瀼等对宿迁市一栋9 度抗震设防的13 层钢筋混凝土结构采用粘弹性阻尼器减震后，使上部结构可按8 度抗震设防要求设计。
武汉工业大学的瞿伟廉等将粘弹性阻尼器用于一幢50层的全钢结构，计算结果表明减震效果显著。
在粘弹性阻尼器应用中主要面临着两个问题：如何选择阻尼器的几何参数以及阻尼器安装位置的确定。
已有的VED 位置确定方式一般采用多次循环逐个布置的方法。
这种方法的主要缺点是计算量大，并且没有实现结构总体优化。
本文根据无阻尼器结构在地震作用下的最大层间位移和最大层位移，采用不同的布置方式对阻尼器进行布置。
比较在相同数量阻尼器的情况下，不同布置方式所取得的减震效果，得出有关阻尼器布置方式的结论，从而指导粘弹性阻尼器结构的初步设计阶段阻尼器布置方案的确定。
2. 粘弹性阻尼装置的工作原理粘弹性阻尼装置包括粘弹性阻尼器及其支撑构件，粘弹性阻尼器的计算模型采用等效刚度和等效阻尼模型，该模型是基于粘弹性材料的Kelvin 模型，使用等效刚度和等效阻尼两个重要参数来表达的粘弹性阻尼器力与位移的关系式。
粘弹性阻尼结构的试验与研究
粘弹性阻尼结构的试验与研究粘弹性阻尼结构是一种结构控制技术，在吊塔、桥梁、建筑物等领域得到广泛应用。
粘弹性阻尼结构能够通过增加粘弹性材料的阻尼特性来改变结构的动力响应，提高结构的抗震能力。
本文将系统介绍粘弹性阻尼结构的试验与研究。
粘弹性材料是一种同时具有固体和液体特性的材料，具有较高的粘滞性和弹性。
粘弹性材料在结构振动中能够将振动能量转化为热能耗散，从而减小结构的振动幅值，降低结构的振动响应。
首先，研究粘弹性材料特性的试验包括黏弹性材料的动态力学特性试验和材料本身的粘弹性特性试验。
动态力学特性试验是通过施加不同频率和振幅的力来探测材料的应变-应力关系。
这些试验可以帮助研究者了解材料的动力学响应特性，从而确定性能参数。
粘弹性特性试验则是通过施加不同应变速率和应变幅值的荷载来研究材料的粘弹性性能。
这些试验可以测量材料的粘弹性模量、损耗因子等重要参数。
其次，结构控制试验是为了研究粘弹性阻尼结构在实际结构中的应用效果。
结构控制试验通常通过加装粘弹性材料阻尼器来改变结构的动力响应。
试验者首先会对结构进行灵敏度分析，确定结构的最佳阻尼器位置和类型。
然后，在实验室或实际工程中，将粘弹性阻尼器装配到结构中，并根据设计要求进行试验。
试验过程中会记录结构的位移、加速度、振动幅值等响应参数，并与未加装阻尼器的结构进行对比。
通过试验数据的分析，可以评估粘弹性阻尼器的控制效果，并确定最佳的设计参数。
粘弹性阻尼结构研究领域的一项重要内容是模型验证。
模型试验是一种常见的方法，通过缩小结构的尺寸，将大型结构的动力响应特性放大到小尺寸实验模型上进行试验。
模型试验可以在实验室中对结构的控制效果进行研究和验证，从而为实际工程的应用提供参考。
在模型试验中，试验数据的准确性非常重要，因此试验仪器的校准和试验方法的设计都需要仔细考虑。
此外，最近几十年来，随着计算机技术和数值模拟能力的发展，数值模拟成为粘弹性阻尼结构研究的另一个重要手段。
数值模拟可以通过建立结构的数学模型，并采用合适的数值方法来模拟结构的动力响应。
反应位移法分析地下结构抗震问题的基本流程
反应位移法分析地下结构抗震问题的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究
黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究摘要：近年来利用阻尼器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
本文建立了某实际4层框架结构的非线性模型，然后设置黏滞阻尼器（VFD），利用时程分析法对有、无控结构进行地震响应分析计算，得出该结构的耗能减震效果。
最后利用云图法，选取数条地震波对结构进行分析计算，对有、无控结构进行概率地震分析，通过对比概率需求模型、易损性曲线的差异分析黏滞阻尼器的耗能减震作用。
计算结果表明，通过对该结构设置若干VFD，结构的地震响应得到显著地减小，结构整体减震效果明显；有控结构的地震需求易损性曲线相较无控结构趋于平缓，表明VFD对该结构的耗能减震加固作用明显。
关键词：框架结构；黏滞阻尼器；非线性时程分析；云图法；结构概率地震需求分析耗能减震技术就是在结构的选定位置增设耗能装置，在小震作用下，耗能装置和结构一并处于弹性状态，可减小结构的地震响应，使结构主体处于安全范围，一旦出现大震，这些装置可以在结构破坏前率先达到屈服状态，来消耗大部分能量。
近年来利用耗能减震器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。
1.消能减震的概念及耗能原理为了达到消震减能的目的，可以通过消能装置的安装来避免主体结构因地震能量而响应而造成的破坏，究其本质，消能减震技术是一种加固技术。
传统的抗震思路是进行“硬抗”，但却存在诸多的弊端问题。
而消能减震技术，则能够避免传统抗震加固的不足，通过“以柔克刚”的方式进一步达到抗震加固的效果。
从消能减震结构角度来看，其方式就是融入了减震控制思想，在原结构当中增加了消能减震装置，从而形成新的结构系统，图1对其进行了展现，通过图中资料的了解，无论是原结构还是消能减震装置，都是新结构系统的重要组成部分，并且在其中发挥了重要的作用。
相较于原结构而言，新结构系统在效能能力以及动力特征方面有自身的独特性，能够降低原结构承受的地震作用，这也是进行地震反应控制的一种有效方式，其目的是为了减少对主体结构造成的损害。
建筑结构在震动时的响应分析
建筑结构在震动时的响应分析一、概述建筑结构在震动中的响应分析是结构工程领域中的一个重要研究方向。
随着地震频繁发生，建筑结构的抗震性能越来越受到重视。
在工程实践中，建筑结构需要满足地震响应谱的要求，才能保证结构的安全性。
因此，本文将从以下几个方面分析建筑结构在震动时的响应分析：建筑结构的抗震设计原则、地震波、动力学方程等。
二、建筑结构的抗震设计原则建筑结构的抗震设计原则是一种基于工程经验的设计思想，它是建筑结构在地震中具有良好抗震性能的基础。
（一）强度原则强度原则强调建筑结构在地震中需具有足够的强度，以承受来自地震的水平力。
为了满足这一原则，建筑结构需要通过优化结构设计和选用高强度材料等手段，来提高结构的整体强度。
同时，在实际施工中还需要注意构件之间的衔接和相互支撑，以增强整体的承载能力。
（二）刚度原则刚度原则强调建筑结构在震动中的刚度应该足够。
在地震中，建筑结构需要能够准确、迅速地响应地震载荷，而这需要建筑结构具有一定的刚性。
因此，在设计过程中，需要考虑结构的刚度和柔度，优化结构形式和设计参数，以实现合理的刚度分布，从而提高结构的响应速度。
（三）稳定性原则稳定性原则主要强调结构在震动中的稳定性。
建筑结构需要在地震中保持整体稳定，尤其需要防止某些构件的失稳破坏。
为了实现这一原则，需要采用相应的措施，如增加梁柱连接刚度、增加裙楼刚度等。
三、地震波地震波是指由地震引起的地面振动，它是建筑结构在震动中的载荷来源。
在进行结构响应分析之前，需要先了解地震波的基本特征。
（一）频率频率是地震波的最基本特征之一，它决定了地震波对建筑结构产生的影响。
根据地震波频率的不同，可以将地震波分为高频波和低频波。
高频波通常具有较高的能量密度，但对建筑结构的影响较小。
而低频波则具有较大的影响，通常会引起建筑结构的共振现象，从而导致结构破坏。
（二）幅值幅值指地震波的振幅大小，也是地震波对建筑结构产生影响的一个关键因素。
通常情况下，振幅越大，结构所受到的水平力就会越大。
桥梁结构地震响应分析与评估方法研究
桥梁结构地震响应分析与评估方法研究地震是自然界中一种具有破坏性的自然灾害，对于桥梁结构来说，地震所带来的影响尤为重要。
因此，研究桥梁结构地震响应的分析与评估方法显得十分必要。
本文将探讨桥梁结构地震响应的分析与评估方法，以期提供有效的指导和保障桥梁结构在地震中的安全性能。
一、地震响应分析方法地震响应分析是指利用工程力学原理和地震学原理，对桥梁结构在地震作用下的动力响应进行计算和分析。
常用的地震响应分析方法包括静力弹性分析法、谐波响应分析法、时程分析法和模态分析法。
静力弹性分析法是一种简化的分析方法，假设结构具有线性弹性行为，并忽略结构的非线性效应。
该方法适用于较小震级的地震，对于大震级地震的响应评估则较为不准确。
谐波响应分析法是一种利用谐波激励模拟地震响应的分析方法。
该方法将地震作用看作是一系列正弦波组成的谐波激励，通过对结构在各个谐波激励下的响应进行分析，得到结构的地震反应。
时程分析法是一种基于实际地震波记录对结构进行响应分析的方法。
该方法将实际地震波的时程作为输入，通过数值模拟求解结构在地震作用下的动力响应。
时程分析法考虑了地震波的非线性和非平稳性特征，因此可以更准确地评估结构的地震响应。
模态分析法是一种将结构的地震响应分解为不同模态的分析方法。
该方法通过求解结构的振动模态和模态振型，得到结构在不同模态下的地震响应，并将其叠加得到总体响应。
模态分析法适用于复杂结构和多自由度系统的地震响应分析。
二、地震响应评估方法地震响应评估是指通过对桥梁结构的地震响应进行分析和评估，判断结构的安全性能和耐震能力。
常用的地震响应评估方法包括位移评估、应力评估和能量评估。
位移评估方法主要关注结构的位移响应情况，通过计算和分析结构的最大位移、塑性位移等指标，评估结构的变形程度和塑性变形能力。
位移评估方法更注重结构的整体性能和抗震能力。
应力评估方法主要关注结构的应力状态，通过计算和分析结构的最大应力、剪应力、弯矩等指标，评估结构的承载能力和抗震性能。
有阻尼体系受迫振动位移响应分析
有阻尼体系受迫振动位移响应分析阻尼体系是由弹簧和阻尼器组成的振动系统，当该系统受到外界力的作用时，会产生位移响应。
分析阻尼体系的位移响应，可以帮助我们了解系统对不同外力的响应情况，从而对系统的工作性能进行评估和优化。
设阻尼体系的质量为m，弹簧的刚度为k，阻尼器的阻尼系数为c。
外界力F(t)作用在系统上，使系统发生位移。
我们可以通过求解系统的运动方程来分析阻尼体系的位移响应。
根据牛顿第二定律，可以得到阻尼体系的运动方程为：m d^2x/dt^2 + c dx/dt + kx = F(t)x表示位移，t表示时间。
方程左边是系统的惯性力和阻尼力，右边是外界力。
这是一个二阶线性常微分方程。
为了求解该方程，首先需要确定外界力。
外界力可以是一个确定的函数，也可以是一个随机变量。
根据外界力的不同取值情况，我们可以采用不同的方法来求解该方程。
1. 纯弹簧振动：当外界力F(t)为零时，即系统没有受到外力作用，只有弹簧的力和质量的惯性力在起作用。
这时，方程变为：该方程的解是一个简谐振动函数。
可以通过假设解为x = A cos (ωt + φ)，其中A 为振幅，ω为角频率，φ为初相位，代入方程中解得：m ω^2 A cos (ωt + φ) + k A cos (ωt + φ) = 0整理后得到：m ω^2 + k = 0这是一个特征方程，其中ω为振动的固有频率。
通过求解该方程，可以得到固有频率ω，进而求得振幅A和初相位φ。
2. 纯阻尼振动：当外界力F(t)为零时，但系统中存在摩擦阻尼时，方程变为：这是一个含有二阶导数和一阶导数的常微分方程。
我们可以假设解为x = e^(λt)，其中λ为待定常数，代入方程求解得到特征方程：通过求解该特征方程，可以得到特征根λ的值。
根据特征根的不同情况，可以分别得到过阻尼、临界阻尼和欠阻尼振动的解析表达式。
通过以上分析，我们可以得到阻尼体系受迫振动的位移响应。
根据实际情况，可以采用不同的数值方法进行数值模拟，从而更精确地求解位移响应。
黏弹性阻尼器的力学性能试验研究
度退化小，表现出良好的耗能性能和抗疲劳性能。
关键词：阻尼器，黏弹性阻尼器，力学性能，疲劳试验
中图分类号：ＴＵ３１７．２
文献标识码：Ａ
消能减震装置按所用材料主要可分为金属阻尼器、黏弹性阻 为频率组、幅值组和疲劳组，分别研究加载频率、应变幅值及加载
尼器、黏滞阻尼器、智能材料阻尼器等，其中黏弹性阻尼器是一种 周期数对阻尼器力学性能的影响。试验过程中的环境温度保持
ｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｏｏｎ，ｔｏｅｘｐｌｏｒｅｉｔｓｂｅｔｔｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｓ．
摘 要：采用国产的橡胶材料制成了一种黏弹性阻尼器。对该黏弹性阻尼器进行了低周反复加载试验和疲劳试验，分析了应变幅
值和加载频率对黏弹性阻尼器最大剪应力、储能剪切模量和损耗剪切模量等力学性能指标的影响。研究表明，黏弹性阻尼器各项
力学性能指标稳定，受加载频率影响较小，但与应变幅值相关性较明显。黏弹性阻尼器具有较强的大变形能力，滞回曲线饱满，强
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ，ｃｏａｌｍｉｎｅｇｒｏｕｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔ
收稿日期：２０１８０５２６ 作者简介：陈国谊（１９８９），男，助理工程师
第２０４４１卷８第年 ２８２期月 陈国谊：黏弹性阻尼器的力学性能试验研究
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位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计共3篇
位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计共3篇位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计1阻尼器是一种广泛应用于各种机械、建筑和交通设备中的减震装置。
它在减震过程中起到了关键作用。
主要分为位移型阻尼器和速度型阻尼器两类。
本文将就这两种阻尼器的工作原理、优缺点以及优化设计进行比较研究。
1. 工作原理1.1 位移型阻尼器的工作原理位移型阻尼器通过在结构中设置非线性材料，它在进行自由振动过程中将大量的能量吸收。
当结构受到激励时，位移型阻尼器通过阻力-位移线性化以及不同应变率下的减振材料所提供的阻尼力之和来产生阻尼效果。
随着位移的增加，阻尼力也会随之增加。
且其阻力与位移呈线性递增的关系，所以称为位移型阻尼器。
1.2 速度型阻尼器的工作原理速度型阻尼器的工作原理是将橡胶或其他可压缩材料封装在圆柱形或球形中，当结构进行振动时，阻尼材料将被压缩并产生阻力。
随着速度的增加，阻尼力也会随之增加。
当速度较慢时，阻尼力较小，而当速度较快时，阻尼力会急剧增加，所以称为速度型阻尼器。
2. 优缺点2.1 位移型阻尼器的优缺点位移型阻尼器具有如下优点：1. 自由振动时具有非线性势能，能够吸收更多的能量，从而减小震动幅度，提高建筑物和机械设备的耐震性能。
2. 内部结构简单，易于制造和维护。
3. 模块化设计，可根据需要增减单元。
4. 可根据所需的弹性和阻尼性进行设计。
但也存在如下缺点：1. 在阻抗比较低的情况下，其效果较为有限。
2. 位移型阻尼器反应时间比较慢，需要很长时间才能到达最大阻尼值。
3. 当结构振幅较小时，位移型阻尼器虽然可以工作但效果比较差。
2.2 速度型阻尼器的优缺点速度型阻尼器具有如下优点：1. 在整个频谱范围内，速度型阻尼器都能够发挥良好的阻尼作用。
2. 与位移型阻尼器相比，减震反应速度更快，可迅速吸收肆虐目标的能量。
3. 可以提高大型建筑或机器上的稳定性。
但也存在如下缺点：1. 容易因频率限制而失去效用。
2. 内部结构相对复杂，制造和维护成本较高。
粘滞阻尼器减震结构设计方法及计算实例
具体设计时，根据场地条件，选定分析所用的地 震波，对无阻尼器原型结构进行时程分析，求得最大 层间位移角 θ0。确定减震结构所需满足的最大层间位
移角限值 θd， 计算所需的位移减震率 μd=(θ0-θd)/θ0，根 据前述结构等效单自由度体系的位移减震率 -附加阻 尼比曲线（μd-ξa 曲线）并参考底部地震剪力减震率 附加阻尼比曲线（μf-ξa 曲线）确定所需的附加阻尼比 ξa。上述过程也可以通过对无阻尼器原结构进行不同 阻尼比下的反复试算， 以确定达到指定层间位移角时， 所需的附加阻尼比 ξa。 1.3 阻尼器参数及数量的确定 抗震规范[1]中给出了计算消能部件附加有效阻尼 比 ξa 的公式：
d
u0,max uc,max u0,max
50 40 30 20 10 0 0.0 0.1
单自由度结构 实际结构
60 50 40 30 20 10 0 -10 0.0 0.1
单自由度结构 实际结构
0.2
0.3
0.4
0.5
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)
附加阻尼比a
附加阻尼比a
(a) ξa-μd 曲线
200040006000800012151821x向层间地震剪力kn方案1方案2方案3200040006000800012151821y向层间地震剪力kn方案1方案2方案3度多遇shw2波作用下结构层间地震剪力包络图23大震下阻尼器减震效果分析由前述分析对比可知小震下方案2的减震效果最好因此本节着重对无控结构和方案2的减震结构进行7度罕遇地震下的弹塑性时程计算以对比分析阻尼器在大震下的消能减震效果计算程序采用canny梁柱构件采用ms模型23给出了7度罕遇shw2波和pasadena波作用189下方案2减震结构主要地震反应的减震效果
位移型和速度型阻尼器
位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计曲激婷【摘要】：由于消能减震结构具有减震机理明确、减震效果显著且安全可靠等优点,易于在工程中推广应用,因此,三十多年来,国内外学者对各种消能装置的试验、理论分析和控制设计方法进行了大量研究,并取得了诸多成果,消能减震技术在新建工程和震损建筑减震、加固中的应用形式和范围也越趋广泛。
目前,我国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)中已经增加了有关消能减震的内容,位移型和速度型两类被动阻尼器是其中需要重点研究和推广的技术。
对于形式多样、要求各异的工程结构,如何在推广应用消能技术时,选择适合的阻尼器类型并进行阻尼器的合理优化设计将关系到这一技术的发展前景,具有重要的现实意义,值得进一步探讨研究。
在此背景下,本文主要进行了以下几个方面的工作: (1)从时程分析的主体—结构着手,提出根据不同结构模型进行阻尼器选型的方法。
鉴于层弯剪型模型在弹塑性分析中存在的问题,对刚度矩阵的修正进行了合理地近似处理。
根据动力等效准则设计了与层弯剪型模型第一频率和振型相同且各层质量也相同的剪切型结构,编制了不同计算模型结构的弹塑性时程分析程序;在为结构提供相同附加阻尼比的前提下,对弯剪型和剪切型两种不同形式结构在位移型和速度型阻尼器控制下的非线性地震反应分别进行分析比较。
数值分析结果表明,对于不同模型的结构,达到相同抗震性能目标下所需位移型阻尼器和速度型阻尼器的数量不同,且两种类型被动阻尼器的减震效果也不同,建议在进行消能减震技术应用时,可以根据确定的结构分析模型形式以及结构空间状况选用适当类型的被动阻尼器进行振动控制,给出可供工程参考的初步结论。
(2)提出一种新型的阻尼器位置优化目标函数,可以综合考虑结构安全性和舒适度的要求。
在阻尼器数量一定的前提下,利用遗传算法对位移型阻尼器进行位置优化,并对目标函数中不同的加权系数组合进行了初步探讨。
在四类不同场地条件下,对低、中、高层三种不同结构进行阻尼器位置优化,并对阻尼器最优布置下的结构时程反应进行分析对比。
结构地震反应分析方法
结构地震反应分析方法摘要：结构地震反应分析是工程抗震设计理论的核心内容，是确定结构反应的关键步骤。
房屋结构地震反应分析方法包括静力分析法，反应谱分析法和时程分析法等。
结构地震反应分析时，应·结合结构实际情况选择其中一种、两种方法进行对比分析，以获得良好的计算精度和计算效率。
关键词：地震反应；push-over法；抗震设计地震是一种突发性、破坏性甚至毁灭性的自然灾害，无法进行可靠预测。
其发生会严重威胁人类社会的生存与发展。
在罕遇作用下，结构会进入弹塑性受力状态。
因此，通过结构抗震设计降低地震破坏程度是重要工程抗震方法。
中国《建筑抗震设计规范》主要采用两阶段抗震设计思想，在第二阶段设计中要求对结构弹塑性状态下的变形性能进行分析。
规范中，推荐采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法验算结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形。
从上世纪中期，研究者才开始真正意义上从事于地震反应分析研究。
而在当前，地震研究主要集中以下方向：对结构进行非线性弹塑性分析；对结构进行可靠度分析；对结构进行动力分析和能量分析[1]。
工程界采用的分析方法主要有静力分析法、反应谱分析法、动力分析法。
1 静力分析法1.1 基本原理静力分析法是国际上最早形成的抗震分析方法。
上世纪初，研究者认识到造成地震破坏的主要因素之一是水平最大加速度。
在此基础上，提出利用等效静力分析方法。
随后，push-over静力弹塑性分析方法作为有效的抗震性能评价方法之一正式被各国规范采用。
如，欧洲规范（eurocode-8），日本press钢筋混凝土建筑结构设计指南、美国的atc- 40 （1997）和fema-440以及中国建筑抗震设计规范。
push-over法主要建立在将多自由度结构的反应与一个等效单自由度体系的反应相关联的基础上。
主要假设有[2]：（1）将实际结构的多自由体系地震反应等效为一个单自由度体系，即认为结构的地震反应主要由结构的第一振型控制。
转角位移型阻尼器性能研究及工程应用
转角位移型阻尼器性能研究及工程应用蒲瑞;李倩倩;王健泽;徐军;戴靠山【期刊名称】《工程科学与技术》【年(卷),期】2024(56)2【摘要】针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。
RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。
经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。
由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。
为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。
计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。
【总页数】10页(P162-171)【作者】蒲瑞;李倩倩;王健泽;徐军;戴靠山【作者单位】四川大学建筑与环境学院;四川省建筑科学研究院有限公司;四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院;西华大学建筑与土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU271.1【相关文献】1.位移相关型和速度相关型阻尼器耗能特征对比研究2.液体粘滞阻尼器及套索位移放大装置在小位移下的性能试验研究3.位移自感应振动能量采集型磁流变阻尼器结构设计及自感应性能分析4.高烈度区铁路桥梁位移型和速度型阻尼器减震对比研究5.既有结构位移型阻尼器加固抗震性能分析与对比因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用
粘 弹 性 阻尼器 在 框 架 结 构 抗 震 中 的应 用
谭小蓉
（ 西安铁路职业技术学 院，陕西 西安
摘 要 ：本 文以某框 架结构 为例 ，采 用粘 弹性 阻尼 器
７ １ ０ ６ ０ ０ ）
对结构进行 抗震加 固，通过 大型有 限元对 该工程 进行地震
反应分析 ，对抗震能力不足之 处采取加 固 措 施。分析表 明， 采用粘弹性 阻尼 器加 固能 有效 降低 结 构的地 震反应 ，有很 好 的经济效益和 社会 效益 ，在 建筑物 的抗震 加 固 中将会有
２ ０ １ ３ 年 第 ３期
第３ ９卷 总第 １ ７ ３ 期
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Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ￣ｎ
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・２ ５・
２ ０ １ ３ 年 ６月
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２－ ４ ０ １ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ３
快捷 。 因此本工程采用粘弹性阻尼器对该建筑进行抗 震加 固。
３ ． ２ 阻尼 器布 置 方案 的确 定
置产生摩擦 、弯 曲弹 塑性 滞 回变形来 耗散 或吸 收地震输 入
粘弹性阻尼器是 由高耗能粘弹性 材料和约 束钢板组成 ， 钢板和粘弹性材料 通过 硫化 的方法 粘结 在一起 。在地震 激
体系相 比 ，耗 能减震 结构体 系用下，阻尼器产生位移，阻尼器中的粘弹性材料因变
形而耗散大量 能量 ，从 而达 到减小 结构 振动 的 目的。本 工 程所采用的粘弹性 阻尼 器如 图 ｌ 所 示 ，布置 形式 是在人 字
斜撑上设置粘 弹性 阻尼器 ，如图 ２所 示 。粘 弹性 阻尼器 一
桥梁结构的地震响应分析方法
桥梁结构的地震响应分析方法地震是一种自然灾害，对桥梁结构的破坏具有重要影响。
为了保证桥梁的安全性，人们对桥梁结构的地震响应进行了广泛的研究，并提出了不同的分析方法。
一、静力方法静力方法是最简单直观的地震响应分析方法之一。
它基于静态平衡的原理，假设地震作用是一个等效的静力，通过计算结构的内力和位移来评估结构的地震响应。
在静力方法中，结构通常被简化为杆件或连续梁模型，并忽略了结构的非线性性质。
由于静力方法没有考虑桥梁结构的动力特性和地震激励的时序性，因此存在一定的局限性。
它适用于简单的结构和小震情况下的地震分析。
二、模态分析方法模态分析方法是基于结构体系的固有振动模态进行地震响应分析的一种方法。
它通过求解结构的振动方程来计算结构的模态参数，并根据模态响应来评估结构的地震反应。
在模态分析方法中，结构首先被离散化为有限个振型，然后通过求解模态方程得到每个振型的频率、振型形态和振型质量。
最后，将地震激励转化为模态坐标系下的等效静力，再对各模态进行叠加得到结构的总响应。
模态分析方法能够考虑结构的合理振型，具有较高的精度和可靠性。
然而，在研究复杂桥梁结构时，模态分析方法需要考虑更多的模态，并解决模态叠加的问题，计算量较大。
三、时程分析方法时程分析方法是一种基于结构的精确动力学行为进行地震响应分析的方法。
它通过数值积分求解结构的运动方程，在时域上模拟结构对地震激励的响应过程。
在时程分析方法中，地震激励通常采用加速度时程记录，并与结构的质量、刚度和阻尼等参数一起输入到数值模型中。
通过迭代计算，可以得到结构在时间上的响应。
时程分析方法能够考虑材料的非线性、结构的非弹性变形和伪力效应等复杂因素，具有较高的准确性和可靠性。
然而，时程分析方法的计算量较大，需要有相应的计算工具和计算资源支持。
在桥梁结构的地震响应分析中，不同的方法可以相互补充，用于不同的分析对象和要求。
静力方法适用于简化的结构和小震情况下的分析，模态分析方法能够考虑结构的振动特性，时程分析方法则适用于研究复杂桥梁结构的地震响应。
有阻尼体系受迫振动位移响应分析
有阻尼体系受迫振动位移响应分析阻尼体系受迫振动位移响应是指将一定大小和形式的外力作用于带有阻尼的体系中，来研究阻尼体系相应的位移变化。
在阻尼体系中，由于存在阻力作用，使振动体系的内能逐渐耗散，因此振幅会随时间的推移而减小，同时相角会发生改变，表现出阻尼现象。
受迫振动的基本方程为：$$m\ddot{x}+c\dot{x}+kx=F_c \sin \omega t$$其中，$m$表示振动体系的质量，$c$表示阻尼系数，$k$表示弹簧的劲度系数，$F_c$表示外力的大小，$\omega$表示外力的频率，$x$表示振动体系的位移。
从上式中可以看出，阻尼和弹簧对外力的作用方式是不同的，弹簧是以$x$的形式作用于振动体系，而阻尼则是以$\dot{x}$的形式作用于振动体系，这两种作用方式将使体系的振动方程解决起来变得更加困难。
在研究阻尼体系受迫振动位移响应时，通常会采用另一种形式的方程来描述系统的行为，即响应函数法。
响应函数法实质上是通过建立外力与体系响应的关系，来寻求解决受迫振动问题的方法。
响应函数法中的响应函数表示系统对于单位外力的谐振响应，因此通常用$X_0$来表示，其满足线性微分方程：在阻尼体系中，由于存在能量的散失现象，因此振幅会逐渐减小，为了描述振幅随时间的变化情况，可以引入阻尼比$\xi$，其定义为：$$\xi=\frac{c}{2\sqrt{mk}}$$阻尼比是描述体系耗散能力的一个比较重要的参数，它是阻尼系数$c$与振动体系固有频率$\sqrt{k/m}$的比值。
当外力的频率与系统固有频率相等时，响应函数的幅值达到最大，此时振动称为共振。
共振时的振幅与阻尼比密切相关，当阻尼比为0时，系统会发生无阻尼共振，振幅会无限增大；当阻尼比为1时，系统发生临界阻尼，振幅达到最大。
当阻尼比大于1时，系统进入过阻尼状态，振幅逐渐减小，最终趋于稳定。
通过分析响应函数，可以得到系统在任意频率下的响应情况，进而研究阻尼体系受迫振动的稳定性和动态特性。
工程结构采用阻尼消能减震的反应谱分析方法_常业军
.05)=
a(T0 a(T0
, ,
ζ) ζ0)
(6)
相 对 位 移 反 应 谱 S d 除 以 地 面 最 大 加 速 度
¨xg(t )max , 则可得到正规化的位移反应谱 , 也称为
位移反应谱的动力放大系数 , 即
βd
=
|¨xg
Sd (t)|max
(7)
阻尼比对位移反应谱标准曲线的修正系数可表
面运动作用下最大反应与结构 自振周期的关 系曲
线 。 以 S d 、Sv 、S a 分别表示相对位移 、相对速度和绝 对加速度的反应谱 , 简 称位移 、速度和加速度 反应 谱 , 可得
∫ Sd =ω1d
t
¨xg (τ)exp[ -ζω0 (t -τ)]
0
sin ωd (t -τ)dτ max
∫ Sv =ω ω0d
(3a)
∫ ﹒x
=-
ω0 ωd
t
¨xg (τ)exp[
0
-ζω0(t -τ)]
cos[ ωd(t -τ)+θ′] dτ
(3b)
∫ ¨x(t)+
¨xg
(t)=-
ω20 ωd
t
¨xg (τ)exp[
0
-ζω0 (t
-τ)]
sin[ ωd(t -τ)+2θ′] dτ (3c)
式中 , ωd = 1 -ζ2 ω0 , θ′=arctan(ζ 1 -ζ2 )。 规范反应谱反映的是单质点弹性体系在地震地
Hohai University , Nanjing 210098, China)
Abstract :The effect for varying the damping ratio of engineering structure on earthquake action is discussed .The revised response spectrum relations among displacement, velocity and acceleration are proposed for engineering structure using damping dissipation energy .The seismic design method of engineering structure using dampers is put forward at last. Keywords:engineering structure ;response spectrum ;damping dissipation energy
位移放大型黏滞阻尼装置的减震效果研究
位移放大型黏滞阻尼装置的减震效果研究
黄荣贵;陶忠;李何潇;叶创坤;燕钊
【期刊名称】《施工技术（中英文）》
【年(卷),期】2024(53)4
【摘要】为解决普通黏滞阻尼器性能在层间位移较小的结构或位置难以得到充分发挥的问题,提出一种基于杠杆原理将位移和速度放大的黏滞阻尼装置,该装置通过放大普通黏滞阻尼器两端的相对位移,进而放大相对速度,使阻尼器性能得以充分发挥,更好地达到降低结构地震响应的效果。
以某实际工程结构为背景,通过SAP2000有限元软件建立有限元模型,分析原结构、附加普通黏滞阻尼器结构和附加放大型黏滞阻尼器结构在3条地震波作用下的地震响应。
结果表明,在3条地震波作用下,相较于附加普通筒式黏滞阻尼器结构,附加放大型黏滞阻尼器结构的层间位移角和基底剪力降低幅度均较大,说明放大型黏滞阻尼器相较于普通黏滞阻尼器有更好的减震效果。
【总页数】5页(P145-149)
【作者】黄荣贵;陶忠;李何潇;叶创坤;燕钊
【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院;云南省工程抗震研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TU352
【相关文献】
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5.位移放大型黏滞阻尼伸臂桁架减震效果及动力试验研究
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能量等效原则 ， 针 对 位 移 放 大 型粘 弹性 阻 尼 器 减 震 结 构 提 出 一 种 简 化 计 算 的 等 效 能 量 法 。 本 文 关 注 结 构 层 加 速 度 ， 层 间 位 移， 层 问剪 力 以及 阻 尼器 的耗 能 。 采用 两 种 模 型 ， 验 证等效 能量 法的有效 性和分 析精 度。分析结 果表 明 ， 新 方 法 计 算 结 果 与 传 统 方 法 计 算 结 果 相 近 。并 通 过 有 限元 软 件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ对 一 １ ２层 设 置 传 统 粘 弹 性 阻 尼 器 与 附 加 位 移 放 大 装 置 粘 弹 性 阻 尼 器
吴福健 ， 刘 文光 ， 郭 彦 ， 何 文福 （ 上 海大 学 土木工程系， 上海 ２ ０ ０ ４ ４ ４ ）
［ 提 要］ 提 出 一种 新 型 位 移 放 大 型 粘 弹 性 阻 尼 器 ， 对 附 加 位 移 放 大 装 置 的 粘 弹 性 阻 尼 器 进 行 阻 尼 力 理 论 公 式 推 导 。基 于
第３ ９卷 第 ６期
２ ０ １ ７年 ｌ ２月
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Ｖｏ １ ． ３９， ＮＯ ． ６ Ｄｅ ｃ ．２ Ｏ１ ７
Ｅａ ｒ ｔ ｈ ｑ ｕａ ｋ ｅ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｔ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
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ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐｌ ｅ ｏ ｆ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｅ ｑ ｕｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎｃ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ — ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ｄｉ ｓ ｐｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｉ ｎｔ ｅ ｒ — ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｍｐｅ ｒ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ ｄｉ ｓ ｓ ｉ ｐａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｐａ ｉ ｄ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ． Ｔｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｃｃ ｕｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ａ ｅ ｑｕ ｉ ｖ ａ ｜ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｗｏ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｓ ｈｏ ｗｎ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｔ ｏ ｔ ｒ ａ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｎｉ ｔ ｅ
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［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ — ８ ４ １ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ — ０ ０ ６ ２ － ０ ６
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ２ ２ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—８ ４ １ ２ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ６ ． ０ １ ０
位 移 放 大 型 粘 弹 性 阻 尼 器 减 震 结 构 地 震 响 应 分 析 方 法 研 究
ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ，ａ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｙ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ
的 框 架 减 震 结 构 进 行 对 比分 析 。结 果 表 明 ： 附 加 位 移 放 大 装 置 的 粘 弹 性 阻 尼 器 能 更 有 效 地 减 小 结 构 的层 间 位 移 、 层 间剪 力 、 层加速度等结构动力 响应 ， 且耗能更为显著 。
［ 关键 词 ］ 等效能量法 ； 公式推导 ； 位 移 放 大 系统 ； 简 化 计 算 ［ 中图分类号］ Ｔ Ｕ ３ ５ ２ ． １ ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎｓ ｅ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ｍ ｅ ｔ ｈｏ ｄ ｏ ｆ Ｖｉ ｓ ｃ ｏ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｄ ａ ｍ ｐｉ ｎｇ Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ Ａｍ ｐｌ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ