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1、卷期世界地震工程,卯年月刊下刀!刀呵设有粘弹性阻尼器的结构体系的受力分析’吴波郭安薪,哈尔滨建筑大学哈尔滨酬幻摘要探讨了安装有粘弹性阻尼器的结构体系在地展荷载作用下其结构刚度、结构阻尼、阻尼器刚度和阻尼器阻尼对体系层间剪力分配的影响,给出了大阻尼结构体系在进行结构抗展设计时层间剪力的分配原则分析由于吸收地展能而了粘弹性阻尼材料在地展荷载作用下导致的沮度升高对结构减展效果的影响主皿词粘弹性阻尼器剪力分配温度影响月
2、言,目前结构振动控制是结构工程领域具有前沿性的研究方向之一引起了各国学者的高度重视在现有各种控制装置中,、方便和减展效果好,粘弹性阻尼器由于其简单在七十年代就得到了应用早期,粘弹性阻尼器主要用于结构抗风近年来国内外学者研究发现,该阻尼器对钢结构和钢筋混凝土结构在任意地展作用下均有良好的减展效果为了促进粘弹性阻尼器在结构抗震领域的推广应用,本文探讨了在设计装有粘弹性,,阻尼器的结构体系时一般结构由于阻尼比较小应考虑的以下两方面的问题在动力荷载作用下对应最大层间剪力时刻的层间阻尼力也较小,因此在结构抗震设计阶段
3、可近似按各抗侧力构件等效刚度的大小来分配层间剪力但是对于附加有粘弹性阻尼器的结构体系,由于阻尼的显著增大,阻尼力是否有较大增加在设计时如何考虑阻尼力,对层间剪力分配产生的影响作者在对粘弹性阻尼器进行性能试验时发现粘弹性、、,材料在常温下以上时应变幅值达到激振频率在材料温度在前内有,较大幅度的升高有时升幅会高达近伊由于粘弹性阻尼材料是一种性能受温度影响较大的材料,温度的升高必将影响其耗能能力,从而影响粘弹性阻尼器的减振效果但是材料温度的变化对结构减振效果具体有多大的影响在设计时是否
4、要考虑这种影响上述两个问题的解决对完善装有粘弹性阻尼器的结构体系的抗展设计,促进阻尼器的推广应用无疑具有重要的理论意义和实用价值,国家自然科学签金和国家教委优秀年轻教师葵金资助期吴波等设有粘弹性阻尼器的结构体系的受力分析大阻尼比下单自由度体系阻尼力对结构受力的影响运动方程所给出的地震影响系数曲线是对单自由度结构进行分析后给出现行抗震设计规范的为了和规范结合并先从简单情形入手,我们首先对单自由度体系进行分析对于一般单自由度结构,根据达朗贝尔原理,在地展荷载作用下运动方程为,。‘
5、,式中,。分结构运动时产生的惯性力分父丫为结构的绝对加速礼,—,度父为结构相对地面的加速度凡为地面加速度凡同时也是结构的层间剪力,。改结构的阻尼力为结构的阻尼系数—,凡结构的弹性反力为结构的刚度从式可得—父心。又田,一父,式中。丫不帝结构自由振动圆频率—,。结构的阻尼比,结构设置粘弹—性阻尼器之后体系运动方程变为,。,‘‘,式中。。粘弹性阻尼器所提供的阻尼力。—凡粘弹性阻尼器所提供的弹性反力由上式可得—,
6、父。一川父,义式中众粘弹性阻尼器的阻尼系数,—粘弹性阻尼器的刚度未加阻—尼器的结构一般阻尼比较小,如钢筋混凝土结构,钢结构心在这样的小阻尼比情况下,结构的阻尼力很小,即在动力荷载作用下,对应层间剪力,最大时刻在结构总抗力弹性反力阻尼力中所占比重较小因此在结构抗震设,可近似认为结构层间剪力主要按各构件抗侧刚度的大小进行分配但设置粘弹计阶段,,性阻尼器这后体系的阻尼显著增大相应的体系阻尼力与原结构相比有较大幅度的增长,且增加部分主要集中在阻尼器上
7、此时,阻尼器所承担的实际剪力将比按刚度分配,那么按各构件刚度和阻尼器所得的剪力大若体系阻尼力对层间剪力分配的影响过大刚度分配层间剪力的做法将使构件设计过于保守因此,有必要分析阻尼力对层间剪力。为了全面地讨论体系阻尼力对结构受力的影响,分配的影响程度我们对不同自振频率的结构、不同材料的粘弹性阻尼器及其不同工作条件等多种工况进行了分析,具体工况由第节确定计算工况设计时,最主要的是选取合适的阻尼材料和所需的粘弹性阻尼器对结构的附加阻尼,比己由此。和结构刚度粘弹性阻尼器提供的层间刚度之间存在以下关系姚‘
8、乙’叮一乙世界地展工程卷式中叮为粘弹性阻尼材料的损耗因子考虑正常工作条件下,安装粘弹性阻尼器后结构的附加阻尼比为一,阻尼材料的损耗因子在一之间,由式可得粘弹性阻尼器所提供的层间刚度考虑钢和钢筋混凝土两种不同结构,基本自振周期限定在以内计算工况如表
