位移放大型粘滞阻尼器装置的试验研究及其应用

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通过在结构的适当位置安装耗能减震装置,利用这些耗能装置来消耗输入结构的能量,减小结构在地震或风荷载作用下的结构动力响应,这种技术是提高抗震性能和舒适度的重要技术之一。
  粘滞阻尼器是目前耗能减震装置中应用较多的一种装置,而如何高效率地发挥粘滞阻尼器的工作性能是一个需要考虑的问题,其中影响粘滞阻尼器工作性能的一个重要因素是粘滞阻尼器的布置形式。目前粘滞阻尼器的水平布置、对角布置、人字形布置等形式在实际工程案例中运用较多,但是上述几种布置形式存在不能够有效地放大层间位移,工作效率较低,或者占用较大空间影响建筑功能使用的问题。
  在查阅国内外相关文献后,本文在肘节式布置方式的基础上,提出了一种固定位移放大系数的位移放大型粘滞阻尼器装置。通过一系列试验和数值分析,结果表明该装置可以提高粘滞阻尼器的工作效率,减少粘滞阻尼器的使用数量。
  本文主要工作成果如下:
  (1)首先介绍了几种常见粘滞阻尼器的结构构造及其力学模型;
  (2)通过对粘滞阻尼器水平布置、对角布置、人字形布置等常见的布置方式进行对比,在肘节式布置方式的基础上,提出了一种固定位移放大系数的位移放大型粘滞阻尼器装置;
  (3)对所提出位移放大型粘滞阻尼器装置进行结构动力试验,以布置位移放大型粘滞阻尼器装置的钢框架子结构为试验对象,对其进行动力试验,探究其减震性能,分析该位移放大型粘滞阻尼器装置在不同加载位移及加载频率工况下的实际位移放大效果;
  (4)运用PERFORM-3D软件对比分析了原结构模型一、粘滞阻尼器对角布置式模型二、布置位移放大型装置模型三的动力响应。以一栋30层剪力墙结构工程案例为研究背景,分别对3个模型进行了设防烈度地震、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,结果表明该位移放大型粘滞阻尼器装置具有优异的减震效果,可以提高建筑结构的抗震性能;
  本文研究结果表明,该位移放大型粘滞阻尼器装置可以有效放大阻尼器两端的相对位移,从而高效地发挥阻尼器的减震性能,是一种高效的阻尼器布置方案,可以运用于工程实践中。
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