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振动与控制


如图13所示,为宿迁市交通大厦局部构造图
如图14所示,为宿迁市交通大厦外观图
小节

目前,在结构的合理位置合理安装阻尼器已是现今适 用最广泛的消能减震技术之一,它适应我国经济发展 的需要,有条件地利用消能减震技术来减轻建筑结构 的地震灾害是完全可能的,并随着建筑抗震技术的发 展及对抗震机理的深入分析,消能减震技术已经成为 抗震技术的一个发展趋势。
3.主要阻尼器的消能原理及性能
3.1粘弹性阻尼器 粘弹性阻尼器由粘弹性材料和约束钢板组成,它是一种依靠 粘弹性材料产生的剪切变形或拉压变形来消能减震的装置。 粘弹性阻尼器的耗能力强且很敏感,具有制作简单、安装方 便、经久耐用等适合工程应用的优点。但粘弹性阻尼器耗能 能力受环境温度影响明显,当应变量较大时,由于粘弹性物质 本身要产生热量导致其自身性能表现为非线性,这使得其耗 能性能受到影响。

如图7所示,为X形支撑摩擦阻尼器结构示意图
如图8所示,为一种摩擦型阻尼器应用图
3.5电(磁)感应阻尼器
电(磁)感应阻尼器是一种最近开发的新型阻尼器, 其利用的是金属板在磁场中运动产生涡流同时转化 为电阻热耗散掉的原理。 从能量角度看当涡流板相对磁盒运动时因产生涡流 耗散了能量,过程中机械能转化为电能继而转化为热 能耗散;从力学角度看当涡流板相对磁盒运动时产生 阻尼力,起到了减震作用。电(磁)感应阻尼器是相对 较新的消能器,其构造简单、造价经济、体积适中、 安装便易、性能较好。
器,粘滞阻尼器,弹塑性阻尼器,电(磁)感应阻尼 器.

随着科技的发展,阻尼器在消能减震结构中的应用 越来越广阔,无论从制造技术上,还是设置方式上 都有了很大的进展并逐步走向成熟.同样它在我国土 木工程界也逐步得到了发展和应用.
2.结构的消能减震体系的特点及机理
2.1结构消能减震体系的特点
(1)从动力学观点看,相当于增大结构的阻尼,

6.结 语
地震是一种自然现象,具有突发性强、破坏性
大和难以预测的特点,消能减震技术安全、适 用、可靠、经济、适用范围广,为建筑的抗震 设计、抗震加固提供了一条新的思路,成为了 一种崭新的结构体系。而消能减震装置--阻尼 器作为实现消能减震技术的有效途径,越来越 广泛的应用于实际工程中。
通过最近几年来我国发生的几次重大地震灾

如图5所示,为(金属)加劲阻尼器示意图
加劲阻尼消能装置是由阻尼器和定位装置组合而成的
如图6所示,为(金属)加劲阻尼器实物图
3.4摩擦阻尼器
摩擦阻尼器在主要结构构件屈服前的预定载荷下产 生滑移式变形,依靠摩擦或阻尼消耗地震能量。在风 荷载或小震作用下,摩擦阻尼器不动,而是依靠建筑 结构本身的耗能能力消耗能量,而在中震或大震时, 在建筑结构发生塑性变形前摩擦阻尼器开始作用,改 变结构的自振频率,以达到减震目的。 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来进行耗能 。
如图1所示,为粘弹性阻尼器示意图
如图2所示,为粘弹性阻尼器实物图
3.2粘滞阻尼器
粘滞阻尼器一般由缸体、活塞和流体组成,如图3 所示,活塞在缸内可做往复运动,活塞上有适量小孔, 筒内盛满流体,当活塞与缸筒之间发生相对运动时, 由于活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔中 通过,产生阻尼力,减小结构反应。 粘滞阻尼器能给结构提供很高的阻尼,在相当宽的 频带内具有结构保持线性反应、对温度的不敏感性、 阻尼力与位移不同步等优点,对加速度和层剪力有 很好的控制效果。
使结构的响应变小; (2)从能量观点看,结构本身的振动能量是一 定的,通过消能装置消耗掉一部分能量,使结 构本身需消耗的能量减小;
(3)消能减震体系与主体结构之间不产生相对
运动,它通过消能装置的相对变形和相对速 度提供附加阻尼,以消耗输入结构的地震能 量,达到预期消能减震的目的。
2.2 结构消能减震体系的机理
如图11所示,为银泰中心阻尼器内筒及平面布置图 (部分楼层)
如图12所示,为北京银泰中心景观图
实例2
宿迁市交通大厦,当没有设置装有粘弹 性阻尼器的耗能支撑时,在罕遇水平地震作用 下,输入El Centro地震波及人工波后,结构均 进入塑性状态,输入天津波后,结构已接近破 坏.当设置了装有粘弹性阻尼器的上述耗能支 撑后,上部结构按8度进行抗震设计后,不但竖 向结构的截面尺寸小了,而且在多遇、罕遇水 平地震作用下,结构都处于弹性工作状态,水 平位移反应明显减小,抗震性能有较大的提高.
(4)进行各种消能装置的比较、优化分析,给出具 体的计算模型,尽快使其标准化、系列化,便于设计 中推广应用; (5)加强对消能减震器的设置问题及减震效果的定 量分析; (6)消能减震器与结构或支撑连接构造及安装、施 工、维修等的研究; (7)研究简便实用的消能减震结构的分析与设计方 法,并编制设计软件,方便设计人员。
害来看,消能减震技术应该引起我们的重视, 并投入更大的研究力度,研制开发具有自主知 识产权的实用阻尼器,使消能减震技术成为建 筑减震防灾的重要手段和方法,为减轻地震对 人类造成的危害做出贡献。
Thank You !Fra bibliotek结构消能减震体系,是把结构物的某些非承重构件设 成消能杆件或在结构的某些部位装设阻尼器,在风荷 载或小震作用下,这些消能构件或消能装置具有足够 的初始刚度,处于弹性状态,结构物仍具有足够的侧 向刚度以满足使用要求;当出现中、大地震时,消能 构件或装置率先进入消能状态,其消耗的能量可占输 入结构的地震能量的90%左右,从而保护主体结构及 构件在强烈地震中免遭破坏。
1.阻尼器的定义以及分类
1.1阻尼器的定义
它是以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置。 1.2阻尼器的分类 (1)按速度与位移的相关性分类:位移相关型阻 尼器,速度相关型阻尼器,复合型阻尼器; (2)按消能材料分类:金属阻尼器,粘弹性阻尼 器,粘滞阻尼器,智能材料阻尼器;
(3)按消能机理分类:摩擦阻尼器,粘弹性阻尼
5.消能减震结构面临的问题及发展




目前一些采用消能减震控制技术的工程已受到了地震的检验, 取得了令人满意的效果。但是消能减震技术在成为常规的抗 震技术方法之前,尚有许多问题有待解决: (1)综合考虑各种因素的影响(温度、湿度、开裂),对已有 消能减震装置的可靠性、耐久性进行深入研究,如退化、腐 蚀、设计寿命等; (2)研究消能减震装置系统的材料性能,确保遇到大震时, 装置进入弹塑性状态,吸收地震输入的能量,具有较高的耗能 特性; (3)开发新型、高效、适应性强的消能减震装置,为大范围 推广该技术奠定基础;
阻尼器在消能减震结构中的 应用概况及展望
主讲人:万崇勇
资源与土木工程学院(01)班
总纲:
1.阻尼器的定义以及分类;
2.结构的消能减震体系(特点以及机理); 3.主要阻尼器的消能原理及性能; 4.阻尼器在消能减震结构中的应用实例; 5.消能减震结构面临的问题及发展; 6.结
语.

如图9所示,为磁流变阻尼器模型结构示意图
如图10所示,为磁流变阻尼器实物图
4.阻尼器在消能减震结构中的应用
实例1
座落在北京长安街上62层的柱筒型钢 结构--银泰中心,是目前北京最高的建筑.该 结构设计使用了73个液体粘滞阻尼器(1200 kN、±100mm)来增加结构抗风能力,在设置 了阻尼器后对结构抗震有很大帮助。

如图3所示,为粘滞阻尼器内部构造图
如图4所示,为粘滞阻尼器实物图
3.3金属阻尼器
金属阻尼器主要由各种不同的金属材料制成,利用金 属材料屈服时产生的塑性滞回变形来耗能的消能减 震装置。 金属阻尼器具有良好的耗能能力和变形跟踪能力,工 作性能稳定,耐久性能良好,构造简单易于更换,功能 维护费用低,它既可以配合隔震支座或隔震系统,作 为其中的耗能单元或者限位装置,也可以单独用于建 筑结构中变形相对位移较大的部位,给主体结构提供 附加阻尼和刚度,具有广泛的应用前景,同时在研究、 试验和应用方而取得了很大的进展。
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