黏滞阻尼器耗能系统附加阻尼比的计算研究

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耗能减震技术在结构振动控制领域有着广泛的应用,相比传统抗震技术,该技术显著地提高了工程结构抵御地震灾害的能力。在黏滞阻尼器耗能减震结构设计过程中,一般使用应变能法计算耗能系统的附加阻尼比,所以确定黏滞阻尼器布置机构的放大系数尤为重要。目前黏滞阻尼器布置机构放大系数的计算方法存在局限性,不能适用于一般侧移模式的结构。针对黏滞阻尼器耗能系统,本文旨在建立布置机构放大系数的通用计算式,进而完善计算耗能系统附加阻尼比的应变能法。本文利用解析几何分别推导了布置在单层剪切型结构与单层弯剪型结构模型的对角机构、剪刀撑机构、下套索机构及上套索机构的放大系数计算式,并进行了算例分析。利用结构动力学、解析几何,分别建立了布置黏滞阻尼器对角耗能系统、黏滞阻尼器剪刀撑耗能系统、黏滞阻尼器下套索耗能系统及黏滞阻尼器上套索耗能系统的单层剪切型结构与单层弯剪型结构模型的运动方程,且通过该类运动方程计算了耗能系统的附加阻尼比,验证了应变能法的计算精度。针对布置黏滞阻尼器耗能系统的结构,将上述布置机构放大系数的计算式进行了进一步的理论推导,以适用于一般侧移模式的多高层结构,完善了计算耗能系统附加阻尼比的应变能法。最后,对布置黏滞阻尼器耗能系统的一12层单榀钢框架结构进行了分析,分别利用了本文完善的应变能法与自由振动衰减法计算耗能系统的附加阻尼比。算例分析表明,针对布置黏滞阻尼器耗能系统的结构,采用不同方法计算得到的附加阻尼比近似相等,验证了应变能法计算耗能系统附加阻尼比的计算精度。本文建立的布置机构放大系数的通用计算式适用于一般侧移模式结构,本文完善的计算黏滞阻尼器耗能系统附加阻尼比的应变能法具有普遍适用性且具有较好的计算精度。
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