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1、第18卷第4期世界地震工程Vol.18,No.42002年12月WORLDEARTHQUAKEENGINEERINGDec.,2002文章编号:1007-6069(2002)04-0030-05粘滞阻尼器力学性能试验研究11222翁大根,卢著辉,徐斌,周红卫,夏女燕(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;2.上海材料研究所,上海200437)摘要:叙述了粘滞流体阻尼器用于结构消能减震的优点,把根据某一抗震加固工程需要而设计的一种国产粘滞流体阻尼器放在伪静力装置下试验其力学特性,试验结果
2、表明其耗能效果良好,同时了解了其本身的有限刚度特性,提出了粘滞流体阻尼器支撑系统刚度设计的要求。关键词:粘滞阻尼器;伪静力试验;框架结构中图分类号:U442文献标识码:ATheexperimentalstudyonpropertyofenergydissipationofviscousliquiddamper11222WENGDa-geng,LUZhu-hui,XUBin,ZHOUHong-wei,XIAYan(1.StateKeyLaboratoryforDisasterReductioninCivil
3、Engineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.ShanghaiResearchInstituteofMaterials,Shanghai200437,China)Abstract:Thepaperpresentstheadvantageofviscousliquiddamperinapplicationofseismicdesign.AkindofviscousliquiddampermadeinChinahasbeentestedbypseudo
4、-staticcyclicloadsandthetestresultsshowthatthedampermaintainsagoodenergydissipationproperety.Alsosomeconsideratonsforstiffnessofthedampersupportareincludedinthepaper.Keywords:viscousliquiddamper;psedo-staticexperiment;reinforcedconcreteframe1引言[1]《建筑抗震设计规
5、范》(GB500111-2001)专门列出的第12章,规定隔震和消能减震设计的准则,提出了速度相关型和位移相关型两大类消能器提供的附加有效阻尼和消能支撑部件的恢复力模型参数要求,对位移相关型的消能器的消能部件的水平受力方向刚度提出如下要求:Δupy/Δusy≤2/3(1)(Kp/Ks)(Δupy/Δusy)≥0.8(2)式中:Δupy———消能部件的屈服位移;Δusy———设置消能部件的结构层间屈服位移;Kp———消能部件在其受力水平方向的初始刚度;Ks———设置消能部件的结构楼层侧向刚度。按上式要求,消
6、能部件的刚度至少应大于等于结构楼层侧向刚度的1.2倍。对于第一周期大于反应谱收稿日期:2002-03-15;修订日期:2002-05-08作者简介:翁大根(1952-),男,江西进贤人,工学硕士,副研究员,主要从事结构抗震与城市防灾教学科研工作.4期翁大根等:粘滞阻尼器力学性能试验研究31的特征周期的结构,如果在楼层中增加侧向刚度意味着增大结构的地震作用,这很不合算。尤其是在加固工程中,要做到这么大的刚度,困难非常大。而速度相关型消能器部件的刚度要求如下:Kb=(6π/T1)Cν(3)式中:Kb———支撑
7、构件在消能器受力方向的刚度;T1———消能减震结构的基本自振周期;Cν———相应于结构基本自振周期的线性阻尼系数。Kb与T1成反比,这对于T1较大的结构比较容易实现。故在一些结构中应用与速度相关的消能装置是比较合适的。本文就国产的一种非线性粘滞阻尼器(消能器)的力学性能及对其支撑构件的刚度要求进行试验研究。2一种国产粘滞阻尼器试验力学特性该种阻尼器由上海材料研究所研制生产,其基本构造见图1。其阻尼力在运动频率不大于3Hz的情况下可由下式确定:αF=C0
8、﹒x
9、sign(﹒x)(4)式中:C0———根据需要
10、设计的阻尼常数;α———根据需要设计的常数,变化范围可为0.1～2.0;﹒x———阻尼器推力杆端活塞相对于油缸外壳的相对运动速度。如果忽略推力杆柔度和油缸内可压缩流体的柔度,设其相对于油缸外壳的相对运动位移为x=Asin(2πf)t(5)式中:A———为简谐运动位多幅值;f———为简谐运动频率。设C0=100kN·s/mm;α=0.18,这些参数是为某一抗震加固工程而特选的,它的最大阻尼力约为200kN,最大位移可达±70mm
