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1、:第2期蔡国平等建筑结构被动控制发展动态1一251.257.5--,州卜.~‘卜一一一一一一一一一一州卜~叫2.一.1
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6、0OO门}二1日2.o卜一一一5.00-一一一叫r竺]「竺l图IX形状金属阻尼器钢和形状记忆合金等具有稳定的滞回曲线形状、长周期的可靠性、低周疲劳特性以及对外部环境温度变化的不敏感性的材料.,为便于理论分析和计算人们希望能根据实验结果用一定形式的数学表达对阻尼器的滞回特.图onglz]性进行描述2为Dargush和so对金属屈服阻尼器用实验和数值仿真计算分别得到的
7、滞回曲线,可看出,数值仿真结果.1995年,Tsai,已很接近实验结果等提出了有限元仿真公式,并和实验结果进行了比较;ou和Wu使用双线性模型对X形和三角形盘形阻尼器进行研究得到模型参数和材料参数间的关系.1050Teswesese一~一一一-一一,700700350一、众之汉3500、众N国0一350一350一700一700一1050....一一..0360180018036一024000240变形角/rad变形角/rad图2三角形盘形阻尼器的滞回曲线,,,因金属屈服阻尼器是靠金属的屈服来耗散能量因此即使原建筑结构为线性系统在加入金属阻尼器后也将变成非线性系统.a和i[3]xiTsa等将金
8、属屈服阻尼器的滞回模型加入到结构,,;的运动微分方程中得到拥有金属屈服阻尼器的建筑结构响应的分析方法分析结果显示对于,、X形和三角形盘形金属阻尼器SRX,参数(支撑装置刚度和响应结构层的比值)(屈服位移)和B/D(支撑刚度和装置刚度的比值)对减少地震作用下结构的响应起着关键作用·金属屈服阻尼器易于在建筑结构上安装,并且在地震后可进行更换.这为实际应用提供了方便.金属屈服阻尼器在建筑结构中的应用最早是在新西兰,随后世界上许多建筑物上安装了金属屈服阻尼器.其有效性在实践中得到了检验..22摩擦阻尼器(价ietionDamper)人们利用摩擦耗散能量由来已久,如汽车利用摩擦闸片耗散运动动能.高层建
9、筑结构同样可力学与实践2000年第22卷以通过摩擦装置来耗散地震地面运动传递给结构的能量.图3所示为一种常用的摩擦阻尼器结构示意图.,,川在风载和中等强度地震作用下摩擦阻尼器不作动而是依靠建筑结构本身的耗能能力耗散能量;而在强烈地震时,在建筑结构发生塑性变形前摩擦阻尼器开始作动耗散能量.摩擦阻尼器可采用不同的机械组合方式和不同的摩擦介质,但其基本机理都是通过摩擦进行耗能.常用的摩擦界面有钢与钢、黄铜与钢等.目前,对摩擦阻尼器的滞回特性研究通常是采用库仑摩擦,假设摩擦系数为常量.但当摩擦阻尼器长期不作动时,人们对其可持续的有效性的认识还不很深入,因为强地震毕竟是小概率事件,摩擦阻尼器在大多数时
10、间里是不作动的.l支撑杆「心.!r山{梁、日、,一~丫写了】>11、载和中等地震作用下由粘弹性阻尼器耗散能量;而当震动强度超过一定值时,摩擦阻尼器开始作动进行能量耗散.,,在其它方面Dorka在1992年提出一种双向作用的摩擦装置这种装置由许多平的或凸的,.摩擦片组成在摩擦接触面产生一个近乎圆周分布的压应力1994年Pradltvater等分析了拥有双向作用摩擦装置的二维建筑结构的随机响应以及双向作用摩擦装置在减少结构响应中的有效性.试验和分析结果表明,摩擦阻尼器能够有效地减少建筑结构在地震作用下的塑性变形..23可调质量阻尼器(nedassDalllper)TuM可调质量阻尼器最早是由DenHartog在40年代提出·它的基本原理类似于动力吸振器·常用的D
12、4.,TMD己在TM系统示意图如图所示目前考虑风载荷条件下建筑结构的振动控制中得到了良好应用.近年来,人们开始将TMD应用于考虑地震作用下建筑结构的振动控制中,并对其有效性进行分析和实验·在文献【7,采用了9}中3种不同建筑结构和条不同的地震记录作为输入.分析结果显示,在考虑同一个建筑物在不同地震输入作用下,以及在考虑同一条地震输入作用下不同的建筑物的情况下,TMD对控制建筑结构振动有着不同的效果.也就是说,
