钢框架中粘弹性阻尼器的空间布置优化分析

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阻尼器的布置和安置方法

阻尼器的布置和安置方法
一、建筑方面
为了得到粘滞阻尼器在结构中的合理布置，一
般需有一个试算调整过程，使粘滞阻尼器消耗
地震的能量最有效，阻尼器安装在不同位置，
可以达到设计的不同目的。

一般粘滞阻尼器的布置原则是在阻尼器两端
具有较大的相对位移楼层设置；对于有扭转的
结构，尚应根据地震作用下结构扭转的情况不
对称设置抗扭转的阻尼器。

另外随着阻尼器在
结构抗震、抗风等项目上应用的发展，很多结构上都采用了不同安装方式、组成不同类型的安置模型。

总结目前阻尼器在结构上的安装方式，主要有对角支撑、人字型支撑、套索式支撑、剪刀式支撑等几种，如又图所示。

此外，还可以配合基础隔震系统、TMD系统等使用。

人字型支撑
二、桥梁方面
针对桥梁结构，粘滞阻尼器主要是用来控制结构纵向位移（相对位移）的。

原则上，它应该被安置在结构最大位移之处。

如梁的两端、梁墩之间和塔梁之间；对于多跨简支梁，为了使结构形成一个整体，也有时设置在梁梁之间，或其它可能的相对位移的两处。

如对于纵向运动，桥面梁和桥墩之间、桥面梁和塔之间、桥面各梁之间相互约束；另外它不仅可以用来纵向运动，也可以用来控制横向运动，也可以选用与桥梁成45度角来控制纵横两个方向运动的阻尼器，为了减少双层桥面的横向相对位移，可以安装成人字支撑的双层桥之间。

详见下表：
梁的两端
梁梁之间梁梁之间
I-5/91 HOV高速路双向安置
梁墩之间和塔梁之间人字支撑。

粘弹性阻尼器钢框架减震性能分析

罕遇地震下的响应进行对比分析．结果表明：置粘弹性阻尼器后，设结构的地震响应明显降低．
关键词：粘弹性阻尼器；型分解反应谱法；振地震响应；附加阻尼比中图分类号：Ｔ５．Ｕ３２１文献标识码：Ａ文章编号：０４０６（０８０ — １６０１０ — ３６２０）３０２ —４
（ｏｌｇｆＣｖｌｎｉｅｒｇ，ａｚｏｎｖｒｉｆＳｉｃｎｅｈｅｉｉＥｇｎｅｉｅｏｎＬｎｈｕＵｉｅｓｙｏｃｅｅａｄＴｃｎｌｇＬｎｈｕ７０５，ｈｎ）ｔｎ
ｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔｆＶＥＤＳ，ａｓｅｌｆａｔｃａｉａｒｐｒｙｏｔｅｒｍｅｗｉｈＶＥＤＳｗａｉｌｔｄＴｈｅｐｎｅｆｔｅｓｒｃｕｅｓｓｍｕａｅ．ｅｒｓｏｓｓｏｈｔｕｔｒ
ＡｅｓｉａｙｉｆＳｅｌＦｒｍｅｗｉｈＶｉｃｅａｔｃＤａｐｅＳｉｍｃＡｎｌｓｓｏｔｅａｔｓｏｌｓｉｍｒ
ＳＵＮ — ｉｇ，ＷＡＮＧｉ，ＨＥＱｉｇｇａｇ，ＷＡＮＧｎＹｕｐｎＭｎｎ－ｕｎＹｕ
第２Ｏ卷
第３期
甘肃科学学报
ＪｕｎｌｆｎｕＳｉｎｅｏｒａｏＧａｓｃｃｓｅ
２００８年９月
Ｖｏ．ＯＮｏ３１２．Ｓｐ２０ｅ．０８
粘弹性阻尼器钢框架减震性能分析

粘弹性阻尼器在结构减震控制中的位置优化研究

的结论。
我国现行抗震设计规范中被划分为速度型和位移型两种。粘弹性阻尼器是常用的速度型阻尼器，主要利用其中的粘弹性材料发生剪切变形来耗散输入到结构中的振动能量，而达到减小结构反应的目的。国内外从学者对粘弹性阻尼器优化设计的研究采用了不同的方法。近年来，随着遗传算法这种通用灵活的优化设计
摘要：提出一种粘弹性阻尼器优化设置的新型优化数学模型，同时考虑了地震作用下的三种结构控制指标。首
先假定优化模型的五种加权系数组合，阻尼器数量一定的前提下，在利用遗传算法对不同形式的结构在四类场地条件地震动作用下的粘弹性阻尼器进行位置优化。然后引入两个性能评价指标，对五种系数组合情况时阻尼器最优布置下的结构反应进行分析研究，阻尼器布置方案能体现综合控制效果上的最优，到不同情况下加权系数的建议取值组合。数使得值算例验证了新模型的有效性，最后，粘弹性阻尼器优化布置方面提出几点有意义的结论。对
以表示为：
化。ＧｉｔｅＭｔｌ对一给定的线性多自由度体系ｔｇｚ和ｉｅｒ￣ｌｒ结构中ＶＤ的位置和阻尼系数进行了优化。ＭａｅｄａＥｈｎｒ
Ｆ＝Ｃ（）＋ｋ（）
（）１
和Ｍｒｃｉ针对粘滞和粘弹性阻尼器，ｏｓｅｈ采用遗传算法对预期减震效果下阻尼器的位置和参数优化进行了研究。周云等针对粘弹性阻尼结构的性能和特点，提出了五种不同的优化设计方法。张琴等提出了ＶＤＥ位置优化实用方法。对于一个确定的结构，在确定存的阻尼器最优参数；而对于阻尼器的安装位置，同的不学者提出的目标函数不同，到的优化结果也各不相得同，研究主要针对一个特定的算例在某一种地震动且作用下进行分析。本文提出一种粘弹性阻尼器位置优化的新型数学模型，考虑了地震作用下的三种结构控制指标。在阻尼器数量一定的前提下，用遗传算法利对阻尼器进行位置优化，值分析中考虑了不同的结数构形式和场地条件，类场地条件下取结构在三种地每震动作用下的反应均值。为了初步确定目标函数中三个指标的合理系数组合，引入两个性能评价指标，五对

钢框架阻尼比

钢框架阻尼比引言钢框架在建筑结构设计中具有广泛的应用，特别是在高层建筑和大型公共建筑中。

然而，钢框架的设计还需要考虑阻尼比的影响。

阻尼是由于结构振动而产生的能量耗散，其对结构的稳定性和安全性具有重要影响。

本文将介绍钢框架中的阻尼比，分析阻尼对结构设计和优化的影响，并给出阻尼比的计算方法。

一、钢框架中的阻尼比阻尼比是衡量结构振动能量耗散的指标，其反映了结构的阻尼性能。

在钢框架中，阻尼比的计算方法与其他类型结构相似，主要包括以下几种方法：1. 自然阻尼比：根据结构材料的物理性质，通过实验测量得到。

钢框架的自然阻尼比通常在0.01～0.04之间。

2. 比例阻尼比：根据结构的振动特性，通过振动方程计算得到。

钢框架的比例阻尼比可通过结构的位移-速度或位移-加速度函数计算得到。

3. 复阻尼比：考虑结构的多种阻尼机制，如粘弹性阻尼、磁阻尼等，通过复阻尼模型计算得到。

二、阻尼比对结构设计的影响阻尼比对钢框架的设计具有重要影响。

较低的阻尼比可以提高结构的承载能力和抗震性能，但同时也可能降低结构的稳定性。

因此，在设计钢框架时，需要综合考虑阻尼比的影响，合理选择阻尼类型和阻尼参数，以实现结构性能与稳定性的平衡。

三、阻尼比的计算方法钢框架的阻尼比计算方法可以分为两类：理论计算和实验测量。

理论计算主要依赖于结构的振动特性和材料性质，通过建立振动方程和能量守恒方程，可以计算得到阻尼比。

实验测量则通过测量结构的振动响应，结合阻尼理论，反推得到阻尼比。

两种方法各有优缺点，实际应用中需要根据具体情况选择合适的计算方法。

结论钢框架中的阻尼比对结构性能和稳定性具有重要影响。

为了实现钢框架设计的合理性和安全性，需要综合考虑阻尼比的影响，并选择合适的阻尼比计算方法。

随着结构振动理论和阻尼技术的不断发展，阻尼比的计算方法和应用将更加精确和完善。

粘滞阻尼器在建筑中布置原则

粘滞阻尼器在建筑中布置原则
粘滞阻尼器在建筑中布置原则
粘滞阻尼器在结构中的布置方式原则主要有以下几点：
1)竖向布置以层间位移作为衡量标准，阻尼器宜设置在层间位移较大的楼层。

框架结构等以剪切变形为主的结构一般布置在下部楼层，剪力墙等以弯曲变形为主的结构一般布置在上部楼层。

当层间位移基本相等时，阻尼支撑适宜设置在结构的下部。

2)总体采用均匀、对称、分散的原则，粘滞阻尼器在建筑结构中一般在梁柱间安装，其工作效率与安装方式有很大的关系，受安装方式的直接影响。

实际工程应用中阻尼器一般安装方式有:单斜支撑、人字支撑、剪刀支撑、墙墩支撑。

支撑方式的选择应综合考虑其对建筑布局的影响。

单斜支撑结构简单、安装方便，但其对梁柱节点的影响较大；人字支撑对梁柱节点基本无影响，但要考虑其侧向稳定性；剪刀支撑阻尼效果较好，但对框架梁影响较大，容易引起框架梁片面外变形；墙墩支撑受力简单，相对其他三种方式自重较大，设计框架梁时需考虑其自重。

阻尼器安装应该在其邻近设备、结构构件安装结束后实施。

粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究

粘弹性阻尼器在框架结构抗震中的应用研究摘要：本论文首先介绍了结构控制理论的提出及其发展，以及控制形式。

然后对阻尼器进行了详细介绍，着重阐述了粘弹性阻尼器的耗能减震的原理及计算模型，详细说明了结构抗震控制设计方法的基本原理和步骤，并且运用有限元软件对一个设有粘弹性阻尼器的钢筋混凝土框架进行了动力时程分析。

为实际工程中结构抗震控制应用提供了参考。

关键词：阻尼器；抗震；时程；有限元abstract: this paper first introduces the structure control theory and its development, and the control form. then the damper were introduced, emphatically elaborated the viscoelastic damper energy dissipation principle and calculation model, detailed description of the structural seismic control design principle of the method and the step, and by using the finite element software on a with viscoelastic dampers reinforced concrete framework for dynamic time history analysis. this paper provides reference for the practical engineering of seismic control of structure and application.key words: damper; seismic; scheduling; finite e中图分类号：tu591 文献标识码：a1前言结构抗震控制技术是在结构上设置耗能装置，通过耗能材料的变形来增大结构阻尼达到消耗地震能量，减小主体结构地震反应[1]。

建筑结构中粘弹性阻尼器位置优化分析

建筑结构中粘弹性阻尼器位置的优化分析提要粘弹性阻尼器是减振被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。

本文提出了以层间位移为控制函数的时程分析法分析了给定参数的粘弹性阻尼器位置及数量设置进行优化的方法。

以5层钢框架实例进行对比分析，证明了本优化方法的有效性与可靠性。

关键词粘弹性阻尼器，优化，层间位移，耗能减震中图分类号： tu973+.31 文献标识码： a 文章编号：1 引言设置粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置，它主要依靠粘弹性材料的剪切滞回耗能特性来增加结构的阻尼，减小结构的水平地震作用，大量消耗输入结构的地震能量，从而达到减震作用。

耗能减震结构设计的关键之一，在于合理选取阻尼器的数目和位置，因此对粘弹性阻尼结构中阻尼器的优化设置进行系统研究尤为必要。

本文以层间位移为控制函数采用时程分析法对粘弹性阻尼器数量及位置进行了优化分析，并通过对几种不同布置下的结构进行了仿真分析比较，得出了一些有益结论。

2 粘弹性阻尼器计算模型目前，许多研究者已提出了多种粘弹性阻尼器的分析计算模型[1]。

主要有复刚度模型、微段模型（又称为四参数模型）、等效刚度和等效阻尼力学模型、maxwell模型和有限元模型。

·为符合振动过程中粘弹性材料的性质特征，同时考虑到数学上处理的方便，本文采用等效刚度和等效阻尼力学模型。

该模型由一个线性弹簧和一个线性阻尼器并联而成，如图1所示。

图1 阻尼器模型图中阻尼力与变形关系为：(1)式中，为剪切变形，为剪切变形速度。

等效刚度和等效阻尼可以通过下式得到，(2)式中，为粘弹性材料的储存剪切模量，为粘弹性材料损耗剪切模量，粘弹性阻尼器中粘弹性材料的厚度为h，体积为v，为结构振动圆频率。

由结构动力学原理可知，设置有粘弹性阻尼器的结构运动方程为：(3)式中，——结构质量矩阵（阻尼器的质量相对于结构而言相当小，忽略不计）；，——原结构的阻尼矩阵和刚度矩阵；，——粘弹性阻尼器的等效阻尼矩阵和等效刚度矩阵；——单位列向量；——耗能减震结构的位移列向量；——地面运动加速度。

钢筋混凝土框—剪结构采用粘弹性阻尼器的减震设计

（ＣｌｇｆＣｖｌｎｉｅｒｇｏｔａｔＵｉｅｉ，Ｎｎｉｇ１０６，Ｃｉａｏｌｅｏｉｇｅｉ，ＳｕｅｓｎｖｒｔｅｉＥｎｎｈｓｙａｊ０９ｎ２ｈｎ）（ＮｎｉｉｉｇＩｓｔｔｆｒｈｔｃｌｎｅｉａｊｇＪｎｎｔｕｅｏＡｃｉｔｒａｄＤｓｎ．Ｎｎｉｇ２００，ｈｎ）ｎｌｎｉｅＩｅｇａｊ１０７Ｃｉａｎ
ＳｉｍｉｅｉｎｏＣｒｍｅｓｅｒｓｒｔｒｅｓｃｄｓｇｆＲｆａ — ｈａｔｕｃｕｅ
ｕｉｇｖｓｏｌｓｉａｐｒｓｎｉｃｅａｔｃｄｍｅｓＣａｇＹｊｎｈｎｅｕＣｅｇＷｅｒｎｈｎｎａｇＳｉｉｉｇＬａｇＸａｆｎ２ｕＪｙｎｉｉｅｇｅｎｏ
维普资讯
第３２卷第５期
２００２年９月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＵＡＦＯ＇Ｅ￣ＵＶＲＩＹ（ａｒｌｃｅｃｄｔｎＯＲＮＬＯＳＵＩＡＨＮＩＥＳＴＮｔａＳｉｅＥｉｏ）ｕｎｉ
ｏｉｃｅａｔｃｄｍｐｒｎ９ｄｇｅｅｓｃａｅｓｂｆｎｒｄｃｄ．Ｔｅｓｉｍｃｅｉｎｆｖｓｏｌｔｆｖｓｏｌｓｉａｅｓｉｅｒｅｓｉｍｉｒａｉ￣ｅｙｉｔｏｕｅｌｈｅｓｄｓｇｓｏｉｅａｉｉｃｓｃｄａｐｒｎｎｒｙｄｓｉｔｒｃｒｌｕｔａｅ．Ｔｅｃｌｕａｉｎｍｅｏｆｄａｔｃｐａｔｃｅｒｕｋｅｍｅｓａｄｅｅｇ－ｉｓｐａｅｂｅａｅｉｓｒｔｄａｌｄｈａｃｌｔｔｄｏｓｉ－ｌｉａｔａｅｒ－ｏｈｓｈｑｓｎｅａｄｍａｎｃｌｕａｉｎｒｓｌｒｉｅｏｐｓｎｉａｃｌｔｏｅｕｔａｅｇｖｎ．Ｔｅｃｃａｅｅｕｔｓｏａｔｕｒｔｕｔｒａｅｄｅｈａｕｌｔｒｓｌｈｗｓｔｔｉｓｐｓｒｃｕｅｃｎｂ－ｌｄｈｓｅｓｇｅｏｎｅｉｆｅｓｎｅｖｓｏｌｔａｐｒ．Ｖｉｏｌｔａｐｒｉｃｅｓｓｔｅｄｐｎｔｉｎｆｒｉｔｎｓｔ８ａｔｒｕｉｇｔｉｅａｉｄｅｓｄｙｈｃｓｃｍｃｓｅａｉｄｓｃｍｅｎｒａｅａｉｇｒｉｈｍａｏｆｏ５％ｆｒｔｅｂｒｔｕｔｒｏ１ｒｍｏａｅｓｒｃｕｅｔ０％ｏＯａｄｒｓｌｓｉｉｉｃｎｅｃｉｎｏｅｓｏｙｄｉｐａｅｎｅ— ｈｒＳｅｕｔｎｓｇｆａｔｒｄｕｔｏｆｔｔｒｓｌｃｍｅｔｒｎｎｉｈ

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ＳｎＹ－ｉｇ，ＷａｇＭｉ，ＷａｇＹｎｕｕｐｎｎｎｎｕ
（ｏｅｅｆＣｖｎｉｅｎＣｌｇｉｌｇｎｒｇ，ＬｎｈｕＵｉｒｔｏＳｉｃａｄＴｃｎｌｙａｚｏ３００ｈａｌｏｉＥｅｉａｚｏｎｖｓｙｆｃｎｅｎｅｏｇ，Ｌｎｕ７０５，Ｃｉ）ｅｉｅｈｏｈｎ
ＡｂｔａｔＩｈｓｐｐｅ，ｈｐｉｚｔｎｄｓｇｓｏｅｓａｉｌａｒｎｅｎｎｓｅｌｆａｅｓｕｓｄ．Ｔｗｏｏｔｍｉａｉｎａａｙｉｔｏｓｏｓｒｃ：ｎｔｉａｒｔｅｏｔｍｉａｏｅｉｎｆｔｐｔｒａｇｍｅｔｉｔｅｒｍｅｎｅｄｉｃｓｅｉｈａｐｉｚｔｎｓｓｍｅｈｄｆｏｌ
［图分类号］Ｔ３２１中Ｕ５．
［献标识码］Ａ文
ＯｐｔａａｙｉｆＳａｉｌＡｒａｇｍｅｔｏｔｅａｅＳｒｔｒｔＶｉｃｅａｔｍｐｒｉｌＡｎｓｓｏｐｔａｒｎｅｎｎＳｅｌＦｒｍｔｕｃｕｅｗｉｍｌｈｓｏｌｓｉＤａｃｅｓ
第３Ｏ卷第５期
２００８年１０月
工程抗震与加固改造
Ｖｏ．０．１３Ｎｏ．５０ｃ．２ｏ８ｔ０
ＥａｔｑａｅＲｅｉｔｎｇｎｅｉｇａｄＲｅｒｆｔｎｒｈｕｋｓｓａｔＥｎｉｅｒｎｎｔｏｉｉｇｔ
［章编号］１０ — １（０８０ —０９０文０２８２２０）５０２—４４
钢框架中粘弹性阻尼器的空间布置优化分析
剥玉萍，王敏，、王云（兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州７０）３５００
［摘要］对粘弹性阻尼器在钢框架中的竖向布置进行了优化。分别以最大层间位移和顶层位移为控制函数，过时程分通
数及分布规律；并对两种方法的优化结果进行了比较分析，果表明，结以最大层间位移为控制函数的优化方法优于以顶层位移为控制函数的优化方法。［键词］钢框架；弹性阻尼器；数优化关粘参
ｐｒｍｅｅｓａｄｌｃｔｎｏａａｔｒｎｏａｉｆＶＥａｅｎａｓｅｌｆａｔｃｕｅ．Ｔｅｔｔｏｓａｅａａｙｅｎｏａｅｏｄｍｐｒｉｔｅｒｍｅｓｒｔｒｈｗｏｍｅｈｄｒｎｚｄａｄｃｍｐｒｄ．Ｔｅａａｙｉｇｒｓｌｎｉａｅｓｕｌｈｎｌｚｎｅｕｔｉｄｃｔｓｈｔｔｍｅｏｗｈｃｃｎｒｌｆｎｔｎｉｉｔｒｓｏｙｘｉｍｄｓｌｃｍｅｔｓｅｔｒｔａｔｅｔａｅｈｈｔｄｉｈｏｔｏｕｃｏｓｎｅ－ｔｒｍａｍｕｉｉｐａｅｎｉｂｔｎｈｍｅｈｏｗｈｃｃｎｒｌｕｃｉｎｉｔｐｆｏｒｅｈｔｄｉｈｏｔｏｆｎｔｓｏｏｏｌ
ｍａｉｍｉｐａｅｎ．ｘｍｕｄｓｌｃｍｅｔＫｅｗｏｄｓｅｌｆａｙｒｓ：ｔｅｒｍｅ；ｖｓｏｌｓｉａｅ；ｐｒｍｅｅｐｉｚｔｏｉｃｅａｔｃｄｍｐｒａａｔｒｏｔｍｉａｉ
ｓｕｔｒｓｗｔｉｃｅａｔａｐｒＶｔｃｕｅｉｖｓｏｌｓｃｄｍｅｓ（ＥＤ）ａｅｉｔｄｃｄｈｏｔｌｆｎｔｎｏｎｔｏｓｉｔｒｓｒｘｍｕｄｓｌｅｅｔｈｅｒｈｉｒｎｒｕｅ．Ｔｅｃｎｒｕｃｉｆｏｅｍｅｄｉｎｅ－ｔｙｍａｉｍｉａｍｎ，ｔｏｏｏｈｏｐｃ

析法多次循环寻找控制函数最大的层，断修正各楼层粘弹性阻尼器的储存刚度和损耗刚度，优化粘弹性阻尼器沿结构竖不来向的布置。并利用ＡＳＳ的ＡＤ语言编制优化程序，ＮＹＰＬ以一个６钢框架为例进行了优化，到了各楼层粘弹性阻尼器的参层得