金属位移型阻尼器耗能和有效刚度的计算

金属位移型阻尼器耗能和有效刚度的计算阻尼器耗能及阻尼比计算公式由《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中12.3.4条：
/(4)
a cj s j W W ξπ=∑
式中：—消能减震结构的附加有效阻尼比
—第个消能部件在结构预期层间位移下往复循环一周所消耗的能量，即滞回曲线的面积；
—设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。

单个阻尼器的耗能面积根据平行四边形法则求出，具体计算公式如下（《消能减震技术规程》3.3.5条）：
max max max 4()
()cj dy d dy d dy W F u F u u u =∆-∆∆>∆
式中W Cj —单个阻尼器耗能 F dy —阻尼器屈服力 △u y —阻尼器屈服位移 F max —阻尼器实际出力 u dmax —阻尼器实际位移
图2.2金属位移型阻尼器耗能面积计算图
总应变能，其中F i —质点i 的水平地震作用标准值；μi —质点i 对应于水平地震作用标准值的位移。

a ξcj W j j μ∆s
W 1/2s i i W F μ=∑（）
用于消能部件有效刚度计算的阻尼器有效刚度计算公式为：
max max /eff d K F u =∆。

消能减震结构动力弹性时程分析

消能减震结构动力弹性时程分析摘要：越来越多的消能减震技术运用于结构的抗震加固中，如云南某建筑采用剪切型阻尼器降低结构地震反应。

本文简要介绍剪切型阻尼器构造，采用有限元软件对该结构进行加固前和加固后动力弹性时程分析，分析结果对比表明：该消能减震结构不仅能满足规范要求，而且能显著提高结构在地震作用下的抗震性能。

关键词：剪切型阻尼器；动力弹性时程分析；抗震性能引言剪切型阻尼器由耗能钢板（剪切钢板），翼缘板，加劲板及连接板组成。

耗能钢板是阻尼器的核心部分，受力时消耗能量。

加劲板布置于耗能钢板两侧，一侧采用横向加劲，另一侧采用竖向加劲，防止耗能钢板局部屈曲，对于加劲板而言，不仅要防止局部屈曲，还要有足够的刚度形成固定边界以延缓腹板局部屈曲的发生[1]。

翼缘板主要是为阻尼器提供面外刚度，防止面外刚度过小而出现阻尼器面外较面内先屈服。

连接板是阻尼器与结构的连接构件，可通过螺栓或焊接与结构构件连接。

剪切型阻尼器的原理是利用剪切板平面内产生剪切变形以达到消能减震的目的，其滞回曲线稳定，疲劳性能好，变形能力强，是一类理想的耗能减震产品。

工程概况本工程为7层钢筋混凝土框架结构，1层层高为5.7m，2~3层层高为4.2m，4~7层层高为3.6m。

各层梁、板混凝土强度等级为C30，柱混凝土强度等级为C40。

所有梁、柱、板纵向受力钢筋为HRB400，箍筋为HRB335。

建筑抗震设防类别乙类，结构安全等级一级，设防烈度为8度（0.2g），地震分组为第二组，场地类别II类，框架抗震等级一级，场地特征周期0.4s。

本文采用Midas/Gen软件进行结构加固前和加固后动力弹性时程分析。

结合建筑平面及结构平面特点，在结构的2~4层布置支撑式剪切型阻尼器，每个楼层X、Y向各布置两组，共计12组支撑式剪切型阻尼器，X、Y向各6组。

剪切型阻尼器考虑多遇地震耗能，提供附加阻尼比 3.5%，结构固有阻尼比5%，结构总阻尼比为8.5%。

阻尼器的布置位置如图1所示。

薄壁U形金属阻尼器剪切刚度计算分析

薄壁Ｕ形金属阻尼器剪切刚度计算分析
刘茂社，卢俊龙
（西安理工大学土木建筑工程学院，陕西西安７１００４８）
摘要：通过建立有限元模型，对薄壁型ｕ形金属阻尼器在水平荷载作用下的内力与变形进行了计
算，并结合不同厚度ｕ形阻尼器的力一位移曲线的特征，对阻尼器的内力分布与屈服过程进行分析，通过对比屈服前后的刚度，研究了Ｕ形金属阻尼器的刚度随其厚度及宽度的变化规律。结果表
西安理工大学学报ＪｏｕｎａｒｌｏｆＸｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏ１．２９Ｎｏ．２文章编号：１００６－４７１０（２０１３）０２－０２０７－０４
ＵＵＭａｏｓｈｅ．ＬＵＪｕｎｌｏｎｇ（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｘｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎ，７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
明，Ｕ形金属阻尼器的屈服开始于压弯段，屈服后其刚度退化较大；屈服前后阻尼器刚度均随厚度
的增加而增加，且当厚度大于６ｍｍ时，增加速度加快；当阻尼器厚度一定时，各刚度均随宽度增加而线性增加，刚度增加速度屈服前略快于屈服后。因此，在结构振动控制设计时应用薄壁ｕ形金

U型金属阻尼器的力学公式推导及阻尼性能研究

U型金属阻尼器的力学公式推导及阻尼性能研究赵珍珍;张爱军;何斌【摘要】U形金属阻尼器是第一代金属阻尼器的典型代表,具有取材容易、结构简单、费用低廉等优点.本文提出了一种新的U形金属阻尼器的简化力学模型,基于钢材简化本构模型推导了相关力学参数的理论公式,并以通用有限元程序ABAQUS为计算平台,基于混合模型模拟了阻尼器在静力循环加载下的受力过程.文中将数值模拟结果与理论公式计算结果进行比较,并且通过数值模拟结果计算分析了U形金属阻尼器的阻尼性能相关参数.结果表明该理论计算公式合理可行,可以为U形金属阻尼器的设计制作提供一定依据.%As a typical representative of the first generation of metallic dampers,U-shaped metal damper has drawn some advantages,such as easy material availability,simplified preparation,low cost.This paper proposes a new simplified mechanical model about U-shaped metal damper and deduces theory formula of the relevant mechanical parameters based on simplified constitutive model of steel.And U-shaped metal damper is simulated under static cyclic loading based on the hybrid model by general finite element program ABAQUS.In this paper,the numerical simulation results and the theoretical formula calculation results are compared,and the relevant parameters of damping performance are calculated and analyzed.The results show that the theoretical calculation formula is reasonable and practical and can provide certain basis for the design of the U-shaped metal damper.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】8页(P143-150)【关键词】U形金属阻尼器;公式推导;数值模拟;阻尼性能【作者】赵珍珍;张爱军;何斌【作者单位】西北农林科技大学水利与建筑工程学院,杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,杨凌712100【正文语种】中文地震发生时,地面震动引起结构物的振动反应,结构物接受了大量的地震能量,必然要进行能量转换或消耗才能终止振动反应。

消能减震框架结构附加阻尼比估算方法

消能减震框架结构附加阻尼比估算方法发布时间：2021-06-22T09:57:41.767Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：申朋[导读] 摘要：对某一框架结构，采用消能减震技术，在结构中设置位移型阻尼器，基于ETABS有限元分析程序对其进行分析研究。

北京赛福思创减震科技股份公司北京 100190摘要：对某一框架结构，采用消能减震技术，在结构中设置位移型阻尼器，基于ETABS有限元分析程序对其进行分析研究。

通过对框架结构有阻尼器模型与无阻尼器模型分析比较，得知阻尼器能有效降低地震作用，为结构提供附加阻尼比；采用振型分解反应谱法计算无阻尼器模型，根据阻尼器布置估算出附加阻尼比；通过对比两结果得出，采用基于振型分解反应谱法估算附加阻尼比，是一种快速有效的方法，为结构消能减震方案布置提供了有力依据。

关键词：消能减震；框架结构； ETABS;时程分析；反应谱分析；附加阻尼比消能减震结构，就是在房屋结构中设置具有一定耗能能力的阻尼器，在地震作用下，通过阻尼器的相对滞回变形有效的耗散输入上部结构的地震能量，从而达到预期防震减震要求。

本文应用ETABS结构分析软件建立一框架结构的有限元模型，选取位移型阻尼器作为消能部件，采用时程分析法及振型分解反应谱法对其进行地震作用分析，通过计算结果的对比，验证此估算方法的可靠性。

1、计算模型的建立1）该框架结构层数为3层，层高均为4m,柱截面均为600mmX600mm,柱距均为8mX8m,梁截面均为300mmx700mm。

该结构抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度0.20g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ类，特征周期多遇地震下为0.45s。

2）位移型阻尼器采用ETABS提供的非线性连接单元Plastic（wen），考虑单轴剪切自由度，其单轴剪切滞回曲线如图所示：阻尼器连接单元滞回曲线3）该结构整体模型及阻尼器连接单元在模型中的模拟形式如图所示：a)结构计算模型b) 阻尼器连接单元4）本结构中，阻尼器每层布置4个，每方向布置2个，上下位置对应通高布置，阻尼器平面布置如图所示：5）本结构按地震加速度记录反应谱特征周期Tg和结构第一周期T1选取地震波EL-Centro波进行时程分析，其加速度峰值为341.7mm/s2,地震波输入方向为X方向，地震波如下图所示：EL-Centro波2、结构附加阻尼比计算依据1）本结构中阻尼器附加给结构的等效阻尼比可按应变能法计算。

新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇

新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。

在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。

因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。

其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。

不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。

本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。

一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。

下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。

（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。

针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。

2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。

3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。

（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。

针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。

2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。

阻尼器的阻尼和刚度计算

阻尼器的阻尼和刚度计算
阻尼器是一种用于减震和减振的装置，主要通过消耗振动能量来减小结构物的振幅和振动。

阻尼器的阻尼和刚度计算是设计阻尼器时需要考虑的重要问题。

一、阻尼计算
阻尼器的阻尼计算需要考虑结构物的质量、刚度和自然频率等因素。

一般来说，阻尼器的阻尼系数越大，阻尼效果越好。

阻尼系数的计算可以采用以下公式：
D = c * M
其中，D表示阻尼系数，c表示阻尼器的阻尼比，M表示结构物的质量。

阻尼比是指阻尼器的阻尼力与结构物动力学响应的比值，通常取值在0.1~0.5之间。

二、刚度计算
阻尼器的刚度计算需要考虑结构物的刚度和自然频率等因素。

一般来说，阻尼器的刚度越小，阻尼效果越好。

刚度的计算可以采用以下公式：
K = (2 * π* f)^2 * M
其中，K表示阻尼器的刚度，f表示结构物的自然频率，M表示结构物的质量。

自然频率是指结构物在没有外力作用下自由振动的频率，通常在设计时需要控制在一定范围内。

总之，阻尼器的阻尼和刚度计算需要综合考虑结构物的质量、刚度和自然频率等因素，以达到减震和减振的目的。

位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计共3篇

位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计共3篇位移型和速度型阻尼器减震对比研究及优化设计1阻尼器是一种广泛应用于各种机械、建筑和交通设备中的减震装置。

它在减震过程中起到了关键作用。

主要分为位移型阻尼器和速度型阻尼器两类。

本文将就这两种阻尼器的工作原理、优缺点以及优化设计进行比较研究。

1. 工作原理1.1 位移型阻尼器的工作原理位移型阻尼器通过在结构中设置非线性材料，它在进行自由振动过程中将大量的能量吸收。

当结构受到激励时，位移型阻尼器通过阻力-位移线性化以及不同应变率下的减振材料所提供的阻尼力之和来产生阻尼效果。

随着位移的增加，阻尼力也会随之增加。

且其阻力与位移呈线性递增的关系，所以称为位移型阻尼器。

1.2 速度型阻尼器的工作原理速度型阻尼器的工作原理是将橡胶或其他可压缩材料封装在圆柱形或球形中，当结构进行振动时，阻尼材料将被压缩并产生阻力。

随着速度的增加，阻尼力也会随之增加。

当速度较慢时，阻尼力较小，而当速度较快时，阻尼力会急剧增加，所以称为速度型阻尼器。

2. 优缺点2.1 位移型阻尼器的优缺点位移型阻尼器具有如下优点：1. 自由振动时具有非线性势能，能够吸收更多的能量，从而减小震动幅度，提高建筑物和机械设备的耐震性能。

2. 内部结构简单，易于制造和维护。

3. 模块化设计，可根据需要增减单元。

4. 可根据所需的弹性和阻尼性进行设计。

但也存在如下缺点：1. 在阻抗比较低的情况下，其效果较为有限。

2. 位移型阻尼器反应时间比较慢，需要很长时间才能到达最大阻尼值。

3. 当结构振幅较小时，位移型阻尼器虽然可以工作但效果比较差。

2.2 速度型阻尼器的优缺点速度型阻尼器具有如下优点：1. 在整个频谱范围内，速度型阻尼器都能够发挥良好的阻尼作用。

2. 与位移型阻尼器相比，减震反应速度更快，可迅速吸收肆虐目标的能量。

3. 可以提高大型建筑或机器上的稳定性。

但也存在如下缺点：1. 容易因频率限制而失去效用。

2. 内部结构相对复杂，制造和维护成本较高。

位移型耗能减震结构优化设计

有关，与速度及其他影响因素不大。位移型耗能体系由位移型阻尼器与耗能支撑一起构成（以下简称耗能体系）。装有耗能体系结构的设计方法成为国内外学者广泛研究的课题。耗能结构包括耗能体系与结构本身两部分，其设计内容包括结构本身的设计，以及耗能体系的设计两方面。对于位移型耗能体系主要体现在两个参数设计上，即屈服位移与初始刚度。我国现行规范对位移型耗能体系中阻尼器的参数给出了建议的取值范围，由于阻尼器种类繁多，应用的结构形式所各不相同，能体系参数的选择相对复杂。而参数的耗选择不但涉及经济性问题，同时直接影响到结构减震效果，如何寻求最优的耗能体系参数值成为设计耗能体系的关键问题。国内外学者对于耗能减震结构的参数优化方面做了大量工作。Ｍ．Ｐｉｇｌ分别对目标函数为有控与．Ｓｎｈ２无控结构地震作用下时程分析的弹性应变能和最大应变能的比值，以及有控无控结构地震作用下最大层间位移与加速度之和两种情况进行遗传算法优化求解，求解过程中假设主体结构为弹性，能器滞回模型为耗连续的Ｂｕ．ｎｏｃＷｅ模型，同时取四条人工地震波输入下优化结构的平均值作为优化的最终结果。ＬＩＭ．Ｍｏ — ｒｅｌ针对位移型及速度型消能减震结构的参数进ｅｉ３ｓｎ
限值。在以往关于耗能体系参数优化方法的研究工作中，遗传算法更为简单、行、应性强且结果更为合易适理。遗传算法（ｅｅｃＡｇｒｈｓ简称ＧＨ是基Ｇｎｔｌｉｍ，ｉｏｔＡ）

转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

转角位移型阻尼器性能研究及工程应用蒲瑞;李倩倩;王健泽;徐军;戴靠山【期刊名称】《工程科学与技术》【年(卷),期】2024(56)2【摘要】针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。

RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。

经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。

由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。

为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。

计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

【总页数】10页(P162-171)【作者】蒲瑞;李倩倩;王健泽;徐军;戴靠山【作者单位】四川大学建筑与环境学院;四川省建筑科学研究院有限公司;四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院;西华大学建筑与土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU271.1【相关文献】1.位移相关型和速度相关型阻尼器耗能特征对比研究2.液体粘滞阻尼器及套索位移放大装置在小位移下的性能试验研究3.位移自感应振动能量采集型磁流变阻尼器结构设计及自感应性能分析4.高烈度区铁路桥梁位移型和速度型阻尼器减震对比研究5.既有结构位移型阻尼器加固抗震性能分析与对比因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。