新型变摩擦阻尼器理论与试验研究

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摩擦阻尼器是依靠接触面之间的摩擦来消耗地震能量并减小结构地震响应的减震耗能装置。然而传统摩擦阻尼器的结构形式和摩擦力始终保持不变,导致其提供阻尼力是恒定的。为此,本文在前人的研究基础上研制出能产生连续可变阻尼力,自适应性强,耗能能力高的新型变摩擦阻尼器。本文的主要研究内容与成果如下:1、在前人的研究基础上,研制出具有变阻尼力和耗能能力更强的新型变摩擦阻尼器,介绍其结构特点和工作原理,推导新型变摩擦阻尼器恢复力解析式。在特定参数下绘制出该阻尼器的滞回曲线,可知其滞回曲线具有位移随变性,形状与马鞍相似。2、应用ABAQUS有限元分析软件,对新型变摩擦阻尼器实体模型进行数值仿真模拟,验证其能够在结构中稳定发挥作用。制作并开展新型变摩擦阻尼器力学性能试验,通过试验得到稳定的鞍马形滞回曲线,根据试验数据计算得出等效刚度、阻尼比以及耗能能力等力学性能指标。并试验结果与数值仿真结果进行对比,随后验证理论模型的正确性。3、应用SAP2000软件对装有新型变摩擦阻尼器四层框架结构的地震响应进行了时程分析,基于新型变摩擦阻尼器的力学性能试验结果,提出简化三线性模型用于模拟阻尼器的力学性能。比较斜撑结构和装有阻尼器结构的减震效果,发现安装新型变摩擦阻尼器的结构在地震作用下比斜撑结构有更明显的减震效果,其减震率可达63%。
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