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黏滞阻尼器位移损失对结构减震性能的影响研究

2021-03-01冉田苒张同亿张娜彬

建筑结构 2021年3期
关键词:框架结构结构

冉田苒, 石 诚, 张同亿, 张娜彬, 黄 明

(中国中元国际工程有限公司, 北京 100089)

0 引言

在实际工程设计中,由于阻尼器与主体结构连接的支撑刚度是有限的(量级在105kN/m),阻尼器位移在刚度上的损失(简称刚度位移损失)不可避免。而阻尼器的位移损失直接影响减震效果。因此,有必要研究位移损失在不同结构类型中、不同地震作用下对减震效果的影响规律,进而寻求如何使减震结构在不同地震作用下达到最优减震率。这对减震结构设计的优化具有重要意义。

关于支撑刚度对消能减震结构减震效果的影响,已有学者对其进行过研究。欧进萍等[1]指出,当结构振动频率和耗能器黏滞阻尼系数一定时,存在最佳的支撑刚度,使得减震效果达到最佳。蒋通等[2]指出,支撑与非线性阻尼器的串联刚度越大,消能结构位移和剪力的减震效果越好。

虽然业界普遍得出了可以通过调整支撑刚度来提高减震效果的结论,但是,对于不同地震作用、不同阻尼系数、不同结构类型下,应用黏滞阻尼器的消能减震结构的减震效果变化规律和支撑刚度、位移损失之间的关系,尚缺少深入的论证与总结[3-9]。

本文从黏滞阻尼器减震结构的附加阻尼比公式出发,引入位移损失,进行了基于单自由度体系的理论推导和基于实际工程的模型实例验证。

1 理论推导

带黏滞阻尼器结构的单自由度基本体系(简称基本体系)如图1所示(ks为主体结构刚度;C为阻尼器的阻尼系数;α为阻尼器的阻尼指数),因为主要研究对象为阻尼器的附加阻尼,故设定原结构无模态阻尼。……

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