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减震结构设计之建筑结构黏弹性阻尼器介绍

发布时间2024-11-06人气:12

  黏弹性阻尼器是一种有刚度的黏滞阻尼装置,黏弹性阻尼器是一种具有广泛应用前景的减震降噪装置,其独特的力学特性和构造使其能够有效地吸收和耗散外部激励的能量,保护结构免受破坏。

  一、力学特性

  1、滞回曲线:黏弹性阻尼器的荷载-变形滞回曲线有三种类型,分别是线性、变形软化型和变形硬化型。

  2、力学模型:其力学模型包括应用分数微分本构关系的模型和将弹簧与阻尼器组合的模型。

  3、阻尼力:阻尼器的阻尼力与速度和位移相关。

粘滞阻尼器滞回曲线.png

  二、构造与材料

  1.构造:黏弹性阻尼器由黏弹性阻尼材料与约束钢板交替叠合黏结而成,除了黏弹性阻尼材料外,还有约束钢板和黏结剂层。

  2.材料:黏弹性阻尼材料是耗能的主要部分,而约束钢板和黏结剂层几乎不能耗能,所以黏弹性阻尼器的损耗因子比黏弹性材料的小一些。

  三、性能与功能

  1、力学性能:在外力作用下,黏弹性阻尼器的变形为黏弹性阻尼材料、钢板以及黏结剂变形之和。其力学性能不能完全等同于黏弹性阻尼材料的力学性能。

  2、功能:黏弹性阻尼器利用材料的黏弹性特性吸收和耗散能量,可以增加结构阻尼、消耗外部激励(如地震波)的能量,减小结构的振动幅度,达到减震降噪的效果。

  四、形状与类型

  1.形状:黏弹性阻尼器的形状有平面型和筒型。

  2.类型:板式黏弹性阻尼器(PVED)是其中的一种,广泛应用于各类建筑结构中,特别是在学校建筑中,可以应用于梁、柱等关键部位,以提高结构的整体抗震性能。

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  五、应用范围

  1.建筑结构:大型的高层建筑、桥梁、地铁等结构,由于其自身的重量和外部因素的影响,容易产生振动,因此可以采用黏弹性阻尼器进行减震降噪。

  2.桥梁工程:大型桥梁容易受到风力和车流的影响产生振动,使用黏弹性阻尼器可以有效减小桥梁的振动幅度,提高桥梁的稳定性和安全性。

  3.地震防护:在地震发生时,黏弹性阻尼器能够减小结构的振动幅度,减少结构的损伤和破坏,提高整体抗震性能。


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