新型黏弹性消能器性能试验研究

摘要

黏弹性阻尼器是一种常见的被动消能减震装置，具有广泛的应用前景。目前，我国学者主要在小应变幅值下对国产黏弹性阻尼器进行试验研究，试验结果表明国产黏弹性材料的力学性能受温度和频率影响显著。为此，课题组自主研发了损失系数不小于0.5的黏弹性材料，并基于此材料研发了新型黏弹性阻尼器，对国产黏弹性阻尼器的基本力学性能进行了试验和理论研究，进行力学模型的验证以及阻尼器的连接设计，并探索其应用于结构地震控制的有效性。主要研究内容包括： （1）通过对新型黏弹性阻尼器进行缩尺和足尺试验，试验结果表明：所研发的黏弹性阻尼器的损失系数在多数工况下满足大于0.5的要求；其基本力学性能与温度相关性较小，与加载频率相关性较小，随着应变幅值的增加表现出一定程度的软化特征，但在各应变幅值下均具有稳定的耗能能力；新型黏弹性阻尼器有良好的变形能力，在150%的应变下能保持稳定的基本力学性能，应变350%时仍未破坏；新型黏弹性阻尼器的疲劳性能较好，经低周疲劳加载后各项基本力学指标变化率均不超过30%。 （2）通过对开发出的新型黏弹性阻尼器的试验结果进行恢复力模型的验证，得出Kelvin模型能很好的模拟该新型的黏弹性阻尼器力学参数的变化。分析了黏弹性阻尼装置的计算模型及支撑刚度对阻尼器性能参数的影响。计算得出支撑刚度对消能支撑的性能有影响，当支撑刚度很大时可忽略支撑刚度对消能支撑装置的影响。 （3）采用MIDAS/GEN软件建立钢筋混凝土框架模型对比不同黏弹性阻尼器连接型式下消能结构在多遇地震和罕遇地震作用下整体的地震响应，得出装设黏弹性阻尼器的消能结构可以有效的减小结构的地震响应。其中，墙撑式结构型式控制效果最好，能明显的提高结构的抗震性能。 （4）研究墙撑式黏弹性阻尼器的连接设计及安装构造要求，使其能够在施工现场快速装配或者地震后能够快速更换，提供了具体的计算方法及安装构造措施。通过SAP2000研究了单榀剪力墙结构中三种不同的墙撑构造措施，得出墙撑布置于结构中间这种构造要优于墙撑紧邻柱和高悬臂墙撑这两种构造。另外，通过MIDAS/GEN建立的加设墙撑式阻尼器的框剪—剪力墙结构模型在地震作用下的地震响应，结果表明墙撑式黏弹性阻尼器对框架—剪力墙结构具有良好的减震效果。

目录

第一个书签之前