铅粘弹性阻尼器的开发_研究与应用_周云
铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究
铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究杜鹏;牛四欣;王传芳;蒋世林;高斌;赵倩倩【期刊名称】《建筑结构》【年(卷),期】2024(54)5【摘要】一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。
详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。
采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。
分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。
【总页数】8页(P51-57)【作者】杜鹏;牛四欣;王传芳;蒋世林;高斌;赵倩倩【作者单位】同圆设计集团股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU318【相关文献】1.铅芯橡胶隔震支座大变形硬化模型及隔震结构弹塑性分析研究2.液体黏滞阻尼器与双曲面球形减隔震支座联合应用研究3.考虑铅芯橡胶隔震支座力学性能退化的基础隔震结构地震作用研究4.面向多级性能设防目标的铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构优化设计及分析5.极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
阻尼器研究读书报告
阻尼器研究读书报告摘要：耗能减震技术是把结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位（节点或连接处）装阻尼器。
目前研究开发的阻尼器归纳起来主要分成两类，一类是滞回装置，包括金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器，另一类是粘性装置，包括粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。
前一类阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对位移，粘滞阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对速度，而粘弹性阻尼器耗能则既依赖于阻尼器自身的相对位移，也依赖于阻尼器自身的相对速度。
关键词：阻尼器；构造；耗能1.陈子康等对新型弧形钢棒阻尼器（如下图1所示）性能进行ABAQUS 软件有限元数值分析，该阻尼器采用局部削弱构造，分别采用了两种削弱方案：方案A（两种削弱方案）；B 方案（端部削弱，中部保持削弱后的截面尺寸不变），研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响，结果表明：两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大，耗能效果得到了提升，且 A 方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多。
图1 新型弧形钢棒阻尼器图2 新型弧形钢棒阻尼器的方案A、B2.周云等对高阻尼橡胶阻尼器的性能方面进行了试验研究，分别研究了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验，得出了在不同工况下高阻尼橡胶阻尼器的存储剪切模量、损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比等力学性能的变化规律，指出高阻尼橡胶阻尼器力学性能与剪切变形和加载频率具有一定的相关性，剪切变形越大，阻尼力越大，存储剪切模量、损耗剪切模量以及等效黏滞阻尼比有所降低；加载频率越大，滞回曲线越饱满，存储剪切模量变化较小，损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比有所增加。
3.王爽等采用有限元软件ABAQUS对开椭圆形孔、菱形孔和条形孔这3种新型开孔H型钢阻尼器的耗能性能进行数值分析，研究了开孔形状、肢宽与肢高等参数对新型耗能器耗能性能的影响。
分析结果表明：新型H型钢耗能器具有饱满的滞回曲线，屈服位移较小、耗能性能稳定，耗能器的屈服位移、初始刚度和等效阻尼比随各肢钢板宽度增大（或高度减小）而增大；在开孔率相近或者肢宽相同的情况下，菱形孔H型钢耗能器的等效阻尼比要比条形孔和椭圆形孔的大，且应力分布更加均匀。
粘弹性阻尼器在联合塔器中的减振研究
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粘弹性阻尼器在联合塔器中的减振研究
谭 蔚 １ 陈 晓 宇 １ 孟 国 龙 １ 曾 万 川 ２ 樊 显 涛 １
（１．天 津 大 学 化 工 学 院 ；２．昆 明 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 股 份 公 司 ）
成，在受到交变应 力 时 粘 弹 性 材 料 会 产 生 滞 回 变 形 ，从 而 消 耗 部 分 外 部 输 入 的 能 量 ，这 种 阻 尼 器 既 可以减小系统结 构 的 振 动，也 可 以 起 到 稳 定 结 构 的作用。粘弹性 阻 尼 器 具 有 耗 能 能 力 强、制 作 简 单 、安 装 方 便 及 经 久 耐 用 等 优 点 ，从 而 使 得 粘 弹 性 阻尼器在工程减振中获得了广泛的应用 。 ［４］
摘 要 将土木建筑领域应用广泛的粘弹性阻尼 器 用 于 联 合 塔 器，以 期 减 振。 设 计 了 联 合 塔 器 小 试 实 验模型，得出了附加刚度对联合塔器固有频率和阻 尼 比 的 影 响 规 律，与 单 塔 相 比，联 合 塔 器 固 有 频 率 增 大 ７０％以上，阻尼比显著增加；同时建 立 了 等 效 有 限 元 模 型，以 共 振 振 幅 和 共 振 频 率 为 主 要 判 定 准 则， 探究粘弹性阻尼器参数和安装高度对联合塔器减振效果的影响规律，与单塔相比，安装 粘 弹 性 阻 尼 器 的 联合塔器共振振幅可减小 ７０％以上。 关键词 联合塔器 粘弹性阻尼器 风致振动 固有频率 阻尼比 减振 中 图 分 类 号 ＴＱ０５３．５ 文 献 标 识 码 Ａ 文 章 编 号 ０２５４６０９４（２０１９）０２０１３１０７
笔者将粘弹性阻尼器应用于联合塔器的防振 设 计 ，该 阻 尼 器 质 量 小 ，安 装 、维 修 和 拆 卸 方 便 ，避 免了质量阻尼器和液体阻尼器的附加质量问题。 为联合塔器防振 设 计 提 供 了 新 思 路，为 粘 弹 性 阻 尼器在联合塔器上的应用提供理论基础。 １ 粘 弹 性 阻 尼 器 计 算 模 型
粘滞流体阻尼器的力学性能试验研究
0引言钢筋混凝土框架结构在实际工程中应用广泛，中国的多次震害调查显示，强震作用下钢筋混凝土框架结构往往易于发生较严重的损伤破坏甚至倒塌，因此，提高建筑物抗震能力，尽量降低地震所造成的破坏，显得尤为重要。
在具体方法上，除沿袭传统的抗震思路提高结构自身的抗震性能外，也可以采用消能减震技术，通过在建筑物的抗侧力体系中设置消能部件，由消能部件的相对变形和相对速度提供附加阻尼，来消耗输入结构的地震能量，减小结构的地震响应，提高建筑物抗震水平。
工程减震设计中常采用粘滞阻尼器作为消能减震部件，粘滞阻尼器（Viscous Fluid Damper ，简称VFD ）是一种速度相关型阻尼器，阻尼器中的液体在运动过程中产生的阻尼力总是与结构速度方向相反，从而使结构在运动过程中消耗能量，达到耗能减震的目的，然而，一些阻尼器生厂商生产的产品中含有摩擦力，阻尼器在地震作用下并不能按照其所给结构参数工作，据此，本文进行了试验研究，并提出了考虑摩擦力影响的黏滞阻尼器的阻尼力计算公式。
1粘滞流体阻尼器的传统力学模型根据粘滞阻尼器产生阻尼力的原理的不同，可将阻尼器分为：利用封闭填充材料流动阻抗的“流动阻抗式”和利用粘滞体剪切阻抗的“剪切阻抗式”两类。
文中采用的是流动阻抗式粘滞阻尼器。
流动阻抗式粘滞阻尼器是一种典型的速度相关型阻尼器，根据阻尼指数α的取值可将粘滞阻尼器分为两类：当α=1时，为线性粘滞阻尼器；当α≠1时，为非线性粘滞阻尼器。
其表达式为F=CV α（1）式中C 为阻尼系数，V 为结构的速度，α为阻尼指数，其中阻尼指数α是粘滞阻尼器消能减振性能的重要指标之一。
α越小，表现出的非线性越强，阻尼器对速度的敏感性越高，即在很小的相对速度下就能输出较大的阻尼力，且阻尼力-位移曲线也越饱满，更能有效地减少结构振动。
因此，为了保证减震效果，需要对粘滞阻尼器进行性能试验研究，通过试验判断阻尼器实际的结构参数是否与厂家提供的一致，如果有误差，则应针对该类阻尼器提出新的力学计算模型，以供减震结构的分析和参考。
阻尼器在结构振动控制中的应用研究
阻尼器在结构振动控制中的应用研究王臣(中煤国际工程集团武汉设计研究院，湖北武汉430000)应用科技￡}裔要】本文介绍了粘弹|生阻尼器在结构工程中的应用。
并对其工作原理和巨能进行了分析。
同时给出了遭台于结构分橱计算的动力学模型，结合一个具钵算倒，比较了结构设置阻尼器前后的最大层剪力，得到了设置阻尼器后结构整体抗震性能得到提高的结论j臼籀}剐阻尼嚣；振动控制；动力学模型随着建筑形式的多样化以及结构复杂程度的增加，结构在地震和风等动力荷载作用下的振动问题也日益突出，单纯通增大构件截面或者增强刚度的方法已经不能满足结构的实用功能要求，比较合理的设计方法是在结构上增加耗能装置，并根据能量输入、能量吸收和能量耗散进行结构谢十，运用新型材料制成的阻尼器的应用已成为结构工程振动控制具有前沿性的发展方向之一，粘弹性阻尼器就是耗能装置的一种，它构造简单，滴振效果好o1工作原理在结构上设置粘弹性阻尼器是减结构动力响应的简单有效的方法。
所谓磁流变(M R)阻尼器就是以磁流变液作为工作介质的，应用磁流变效应特l生I而制造出的—种新型振动控制装置。
它具有结构简单、能耗小、出力大、响应快、阻尼力连续可调等优点，是结构振动半主动控制的理想元件。
此外，M R阻尼器在停电或在半主动控制策略失效后，阻尼器仍然能够作为一种被动耗能装置来抑制结构振动，是一种失效一安全型阻尼器。
在地震时粘弹性阻尼器能够先进入非弹性阶段，大幅消耗输入能量，迅速衰减结构的振动响应，减少或避免结构构件的损坏，确保结构的安全。
粘弹性阻尼器—般由粘弹性材料和约束钢板或内外约束钢圆筒构成，是—种主要与速度相关的被动消能减振装置。
在结构振动下，粘弹性材料产生剪切变形，从而耗敝结构的振动能Ii o大量的振动台试验表明，在结构上增设粘弹性阻尼器，不仅可以增加结构的刚度还可以大幅提高结构的阻尼，耗散输^结构的能量，减小结构的振动响应。
—般而言，结构中加入粘弹性阻尼器后，将改变结构的刚度、阻尼分布，从而使结构的动力特性也随之改变。
219527532_粘弹性约束阻尼层结构的动力学性能研究
尼峰，其损耗因子在0. 1～0. 8之间，故丁基橡胶可
较好地应用于减振降噪领域。
采 用 式（8）对 扫 描 频 率 数 据 进 行 拟 合 以 表
征 丁 基 橡 胶 阻 尼 层 的 储 能 模 量 与 损 耗 模 量，从 图 3（b）可 以 看 出 ，分 数 阶 导 数 K - V 模 型 可 以 较 好 地
由 上 可 知，约 束 阻 尼 层 结 构 的 结 构 损 耗 因 子
与β，X，Y有关，当β和Y一定后，X的最优解（Xo）为
Xo =
1 ^1 + Y h^1 + b2h
（5）
结构损耗因子的最大值（ηmax）为
hmax
=
2
+
bY Y+
2/Xo
（6）
综 上 可 知：当 X ＜ Xo 时，增 大 粘 弹 性 材 料 的 E′
约束阻尼层结构的前6阶固有频率与阵型如
图5所示。 2. 2 谐响应分析
通过谐响应分析可以计算悬臂梁结构在频率
为50～2 050 Hz时受0.009 8 N周期性激励力的稳态
30
50
ຝऎć
（a）温度扫描（频率5 Hz）
10 1
8
ഽ᧢MPa
6
4 2
2
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 70
0
50
100
150
200
ᮨဓHz
1—E′ ；2—E″ 。
（b）频率扫描（温度30 ℃）
图3 丁基橡胶阻尼层材料的动态力学性能 Fig. 3 Dynamic mechanical properties of butyl rubber
粘弹性流体的本构模型及其应用
粘弹性流体的本构模型及其应用随着人们对物质性质的深入研究，越来越多的特殊性质的物质被人们所发现，粘弹性流体就是其中之一。
粘弹性流体既具有粘性又具有弹性，被广泛运用于化学、医学、生物学和工程等领域中。
而对于粘弹性流体的本构模型的研究，则是这些应用的基础。
本篇文章将对粘弹性流体的本构模型及其应用进行详细的论述。
一、粘弹性流体的性质粘弹性流体是介于粘性流体和弹性体之间的物质，它既具有流变性质，也具有力学弹性。
它的流变特性表现为，当它受到作用力时会出现变形，而当这种作用力减小或消失时，它的变形又会逐渐恢复。
这种特殊的性质使得它在许多领域具有广泛的应用。
二、粘弹性流体的本构模型粘弹性流体的本构模型是用数学方式来描述流体变形特性的模型。
它是通过实验数据和理论推导确定的粘弹性流体性质的一种数学表示，用于预测和计算其在不同外力下的流变特性。
在粘弹性流体的本构模型中，最常见的是Maxwell模型、Kelvin模型以及Jeffreys模型。
1、Maxwell模型Maxwell模型是由Maxwell在1867年提出的一种模型，是最早被使用的粘弹性流体本构模型之一。
它被广泛应用于石油工程、高分子材料工程、生物领域等领域中。
Maxwell模型的基本原理是将粘性流体和弹性体的模型结合而成。
在Maxwell模型中，流体被视为一个简单的线性弹性体，它由一个弹簧和一个阻尼器组成。
当给该模型施加一个外力时，其中的弹簧会产生弹性变形，而其中的阻尼器会产生粘性变形，使模型发生流变。
而在外力消失后，这两种变形也会随之减小或消失。
2、Kelvin模型Kelvin模型是由Lord Kelvin在1855年提出的一种模型，它将Maxwell模型中的一个弹簧换成为一个螺旋状的弹性体。
和Maxwell模型一样，Kelvin模型也是一种线性的本构模型，它可以更好地描述时间依赖性粘弹性流体的行为。
3、Jeffreys模型Jeffreys模型是由Jeffreys在1927年提出的一种模型，它是Maxwell模型的一种变体。
建筑消能减震技术的发展和应用
建筑消能减震技术的发展和应用摘要：近四十年来，随着消能减震技术的逐渐成熟，消能减震技术得到了广泛的关注和研究并取得了丰硕的成果。
综述了结构消能减震技术与各种阻尼器的研发和应用，为结构抗震设计、工程项目应用和消能减震技术的发展提供参考。
关键词：抗震设计；消能减震；阻尼器引言地震是一种破坏力极强的自然灾害，传统的建筑结构抗震设计是传统“硬扛”的理念，通过增加结构构件截面及配筋，从而增强结构的强度和刚度，提高结构本身的抗震性能，满足抗震设防标准，是一种被动的抗震对策。
消能减震技术以柔克刚，调整了结构的动力性能，减小了地震响应，从而起到保护建筑结构及结构内部设备等的作用。
自消能减震技术被引入土木工程领域以来，国内外学者对其进行了全面而深入的研究，开发了大量的消能减震装置。
性能试验，结构设计理论，工程应用实际取得了丰硕的成果，已经逐步成为结构抗震设计的一股新的潮流。
1 消能减震设计概述消能减震技术主要是通过消能器的设置来控制预期的结构变形，在新建结构或既有结构中设置阻尼器耗能设备，通过局部变形提供附加阻尼，延长结构的自振周期，显著增强结构在地震作用下的耗能能力，进而减弱结构响应，提高结构的抗震性能，减少地震对结构及附属设备的破坏，当遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，不会发生丧失使用功能的破坏[1]。
消能减震技术是一种积极主动的抗震方法，抗震概念简单，减震机理明确，相比传统的抗震设计有如下优点：①安全性高，消能减震技术在大震工况下，耗能能力强，迅速衰减结构的地震反应。
②经济性好，消能减震技术以柔克刚，可以减少解结构截面及配筋，减少剪力墙的设置，可以节约造价10%~20%。
③适用范围广，传统抗震结构主要适用于新设计的建筑或者构筑物而消能减震结构不仅适用于新建结构，也适用于既有建筑的抗震性能改造加固；不仅适用于一般结构，也适用于重要结构的抗震设计。
减震设计理念在抗震设计过程中尤为重要。
在抗震结构设计要综合多方面因素全面考量，相关设计人员要全面掌握基于减震结构原理与建筑材料性能，在此基础上利用相关方面的理论知识对建筑结构进行综合设计，以此确保减震性能良好。