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提出一种波纹钢管铅阻尼器，介绍了其构造、工作机理、布置形式及特点，采用ABAQUS软件，建立钢管阻尼器、波纹钢管阻尼器和波纹钢管铅阻尼器有限元模型，对其应力分布，传力路径和滞回性能进行模拟分析。结果表明:波纹钢管铅阻尼器耗能减震机理明确，工作性能和耗能性能稳定，滞回曲线饱满以及耗能能力强，具有良好的变形和延性，极限变形大；波纹钢管铅阻尼器通过在波纹钢管内设置铅芯使初始刚度、承载能力和耗能能力得到大幅度提高，既有效保持了波纹钢管的变形能力，又避免波纹钢管发生局部屈曲，使波纹钢管耗能能力得到充分发挥。波纹钢管铅阻尼器在1mm小位移下就可以进入耗能，而且很快进入稳定耗能状态，等效阻尼比稳定在0.3~0.4之间。 相似文献
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分级屈服型金属阻尼器减震性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的新型分级屈服型金属阻尼器,阐述了其构造形式和耗能机理,提出其三折线骨架模型并采用三折线随动强化模型模拟分级屈服型金属阻尼器的滞回性能,与试验结果进行了对比分析。利用SAP2000有限元分析程序,分别对纯混凝土框架结构和装有分级屈服型金属阻尼器的混凝土框架结构进行小震、中震和大震下的弹塑性动力时程分析。研究结果表明,分级屈服型金属阻尼器的滞回环饱满,三折线随动强化模型可以较好地模拟阻尼器的滞回特性,其预测结果与试验结果吻合较好。装有分级屈服型金属阻尼器的混凝土框架结构在不同水准的地震作用下均具有较好的抗震性能,结构的地震位移响应明显减小。小震下阻尼器内环开始屈服耗能,外环保持弹性,为结构提供附加阻尼和附加刚度。中震下阻尼器外环开始屈服,和内环一起耗能,实现了内外环分级屈服耗能。大震下阻尼器能有效地控制结构的位移响应,提高结构的整体抗震性能。 相似文献
3.
两类铅阻尼器试验研究 总被引：9，自引：0，他引：9
在研制一套具有竖向耗能能力的抗倾覆装置过程中,针对该装置对阻尼器的要求,设计了两种铅阻尼器,铅剪切阻尼器和钢铅组合耗能器。为了了解两种阻尼器的力学性能,对这两种铅阻尼器分别进行了静力加载、静力反复荷载、动力性能实验以及MTS实验。实验分析结果表明,这两类阻尼器工艺简单,滞回环较为丰满,均能达到位移小阻尼力大、耗能稳定的目的,符合装置要求,适合于在工程中广泛应用。 相似文献
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为实现不同地震作用下的减震设防目标，提出了一种新型分阶段屈服金属阻尼器，由2组三角形耗能钢板组成，通过低周往复荷载试验对其进行了力学性能研究，揭示了其分阶段屈服工作原理，研究了其滞回性能和抗疲劳性能。试验结果表明：该阻尼器能有效实现分阶段屈服耗能，小位移下，屈服耗能的同时附加给主体结构的刚度小；大位移时，滞回曲线饱满稳定，相比于2组耗能钢板串联，极限位移更大，变形能力强，抗疲劳性能好。在材性试验和理论分析的基础上，提出了阻尼器恢复力模型，与试验滞回曲线吻合较好，为下一步用于结构减震控制研究提供基础。 相似文献
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屈曲约束支撑(buckling restrained brace, BRB)作为一种具备承载能力和耗能能力的阻尼器，在工程中得到了广泛应用。然而传统的屈曲约束支撑为避免发生低周疲劳破坏，在多遇地震工况下被设计为弹性支撑，无法耗散地震输入的能量。总结了分阶段屈服屈曲约束支撑的研究现状，并在此基础上通过改变一阶屈服耗能阻尼器的类型，提出了一阶阻尼器为摩擦型阻尼器的双阶屈服屈曲约束支撑(double-stage yield buckling restrained brace, DYBRB),分析了其构造形式、工作原理及力学模型，并利用有限元软件ABAQUS对其进行了模拟分析，通过改变一、二阶刚度比和摩擦阻尼器摩擦力与芯板屈服力比，对比不同支撑的等效黏滞阻尼系数。结果表明：该DYBRB的构造合理，滞回曲线饱满，具有明显的分阶段屈服能力，且在小位移下可以实现耗能，提高了支撑全过程耗能能力。一、二阶刚度比取4左右，摩擦阻尼器摩擦力比例取0.75～1时，DYBRB全过程的耗能能力较好。 相似文献
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针对目前桥梁结构横向防落梁限位装置损毁后修复困难的问题，提出一种新型的带可更换耗能段的桥梁横向防落梁限位装置。分别以可更换耗能段的腹板厚度、腹板高度及安装位置等为参数，采用有限元软件ABAQUS建立了10个不同参数的装置模型并对其开展拟静力仿真试验，探讨其工作机理，验证其可更换的设计思想并剖析其破坏机理，研究各参数对装置滞回曲线、承载力、延性和耗能能力的影响规律。结果表明:该装置可通过先可更换耗能段破坏再竖板破坏达到多道设防和分级耗能的目的，且整个加载过程中装置的滞回曲线饱满、稳定、无明显捏拢，表现出良好的耗能能力；随着可更换耗能段腹板厚度的增加，装置屈服承载力、极限承载力、屈服位移、极限位移以及延性系数逐渐增大，耗能能力逐渐增强；可更换耗能段高度对装置屈服承载力影响不显著；随着可更换耗能段高度的增加，装置极限承载力逐渐增大，装置屈服位移先增大后减小，装置极限位移整体呈下降趋势，装置的延性系数和耗能能力逐渐减小；可更换耗能段的安装高度对装置屈服承载力和耗能能力的影响无统一规律，但与装置的屈服位移、极限位移及延性系数成负相关。基于本析结果，建议装置在满足承载力要求的前提下，应尽量选取可更换耗能段腹板厚度较厚、高度较小和安装位置较低的参数进行设计。 相似文献
7.
《地震工程与工程振动》2020,(4)
针对常规金属阻尼器设计位移较小、抗疲劳性能差和制作安装复杂等不足,基于变截面塑性屈服设计思想提出一种L形金属阻尼器。在初步给出其工作机理及构造形式的基础上,设计并制作3组不同设计参数的L形钢阻尼器试件,通过拟静力试验研究其滞回规律、耗能能力和抗疲劳特性,分析了各项工作性能指标对设计参数的敏感性。试验结果表明:L形钢阻尼器能够实现变截面屈服及大位移变形,其滞回曲线呈饱满纺锤形,恢复力退化小,黏滞阻尼系数可稳定在0.5附近,具有良好的耗能能力和抗疲劳性能;该阻尼器初始刚度大,可满足结构不同抗震位移设计需求;影响该阻尼器滞回特性及抗疲劳性能的主要参数为L形耗能钢板高度和厚度。本文工作对结构抗震加固和减震设计提供了一种新的选择。 相似文献
8.
基于当前金属屈服消能器的应用特点和使用限制,提出一种轴向布置的金属阻尼器,其主要构造特征为耗能钢板直接与连接钢支撑组合,使得支撑与阻尼器组合为单一减震构件,解决了金属阻尼器需要斜撑对称布置的技术问题。推导了轴向布置金属阻尼器的屈服承载力、刚度计算公式;进行了构件的低周往复荷载试验,得到了轴向布置金属阻尼器的滞回曲线和骨架曲线,试验结果验证了有限元分析结果的准确性。同时,试验结果表明:轴向布置的金属阻尼器具有良好的延性和稳定的滞回性能。采用ABAQUS有限元软件对12组不同参数的轴向布置金属阻尼器进行数值模拟,研究了耗能板的不同布置方式、数量、耗能形式对阻尼器力学性能的影响,结果表明,耗能板宽厚比是轴向布置金属阻尼器滞回性能的最主要影响因素。 相似文献
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相对传统结构,自复位墙结构在地震作用下具有更大的变形能力且几乎无残余位移,但其耗能能力较弱,需采用附加阻尼来增加整体耗能.目前,金属阻尼器已广泛用于自复位墙结构,其可显著减小结构大震下的地震响应,但小震下的位移和加速度减震效果不佳.因此,将小变形下即可耗能的黏弹性阻尼器应用于自复位墙结构中.设计一幢10层自复位墙结构,分别采用黏弹性阻尼器和 U 型金属阻尼器作为附加耗能构件,通过弹塑性时程分析对比采用两种耗能机制的结构地震响应.结果表明,黏弹性阻尼器可显著减小自复位墙结构在小震下的位移和加速度响应;U 型金属阻尼器在中震下开始耗能,在大震和巨震下,其减震效果会超越黏弹性阻尼器.因此,为进一步优化自复位墙结构在不同水准地震作用下的抗震性能,建议结合阻尼器的特点进行合理设计. 相似文献
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新型开孔H型钢阻尼器有限元分析 总被引：2，自引：0，他引：2
设计了分别开椭圆形孔和菱形孔的2种新型H型钢耗能器,阐述了它们的构造与耗能原理。采用有限元软件ABAQUS对开椭圆形孔、菱形孔和条形孔这3种新型耗能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。 相似文献
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《地震工程与工程振动(英文版)》2015,(1)
This study proposes a novel mild steel damper with non-uniform vertical slits. The infl uence of different shapes of vertical slits of the core energy plate on the energy dissipation and buckling resistance capacities is analyzed. Based on the theoretical analysis, formulas of key parameters of the dampers, including the elastic lateral stiffness, shear bearing capacity and yield displacement, are derived. The effectiveness of the proposed damper is demonstrated through pseudo static tests on four 0.25-scale specimens. Performance of these dampers, i.e. cyclic deformation, stress distribution, energy dissipation capacity, etc., are presented and discussed. Using the numerical models of dampers calibrated through test data, earthquake time-history analyses were conducted, and it is observed that the dampers significantly reduce the seismic responses of the prototype frame and have a desirable energy dissipation capacity. 相似文献
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It is not common to purposely subject the web of wide‐flange or I‐sections to out‐of‐plane bending. However, yielding the web under this loading condition can be a stable source of energy dissipation as the transition at the corner from the web to the flanges is smooth and weld‐free; this prevents stress concentrations causing premature failure and eliminates uncertainties and imperfections associated with welding. Further, short segments of wide‐flange or I‐sections constitute a simple and inexpensive energy dissipating device as minimum manufacturing is required and leftovers not useful for other structural purposes can be re‐utilized. This paper proposes a new type of seismic damper in the form of braces based on yielding the web of short length segments of wide‐flange or I‐shaped steel sections under out‐of‐plane bending. The hysteretic behavior and ultimate energy dissipation capacity is investigated via component tests under cyclic loads. The experimental results indicate that the damping device has stable restoring force characteristics and a high energy dissipation capacity. Based on these results, a simple hysteretic model for predicting the load–displacement curve of the seismic damper is proposed, along with a procedure for predicting its ultimate energy dissipation capacity and anticipating its failure under arbitrarily applied cyclic loads. The procedure considers the influence of the loading path on the ultimate energy dissipation capacity. Finally, shaking table tests on half‐scale structures are conducted to further verify the feasibility and effectiveness of the new damper, and to assess the accuracy of the hysteretic model and the procedure for predicting its failure. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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提出一种组合型减震结构,由钢框架、节点阻尼器和原结构连接组成,外附钢框架将节点阻尼器连接在原混凝土框架结构上形成的增设节点阻尼器的外附钢框架结构,节点阻尼器的剪切滞回变形可以减小结构自身需要消耗的能量,从而提高原结构抗震性能。对原混凝土结构和增设节点阻尼器的组合型结构进行了的振动台试验。通过分析结构在不同地震波激励下的加速度和位移响应,得出楼层加速度和层位移的减震效果。研究结果表明:该结构体系在小震作用下通过提高结构刚度来增强其抗震性能;在大震作用下则可借助节点阻尼器的变形耗能来提升结构耗能能力,结构加速度减震系数达到53%,层间位移减震系数高达72%,验证了增设节点阻尼器的外附钢框架结构的减震效果。 相似文献
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Isolation bearings and dampers are often installed between piers and superstructures to reduce the seismic responses of bridges under large earthquakes. This paper presents a novel steel damper for bridges. The damper employs steel plates as energy dissipation components, and adopts a vertical free mechanism to achieve a large deformation capacity. Quasi-static tests using displacement-controlled cyclic loading and numerical analyses using a finite element program called ABAQUS are conducted to investigate the behavior of the damper, and a design methodology is proposed based on the tests and numerical analyses. Major conclusions obtained from this study are as follows:(1) the new dampers have stable hysteresis behavior under large displacements;(2) finite element analyses are able to simulate the behavior of the damper with satisfactory accuracy; and(3) simplified design methodology of the damper is effective. 相似文献
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不同构造参数对圆环耗能器性能的影响分析 总被引：1，自引：0，他引：1
设计了13组不同构造参数的圆环耗能器,采用ABAQUS软件对安装在支撑框架结构中的圆环耗能器进行参数分析,研究圆环钢板厚度、圆环外直径、支撑角度、圆环钢板局部削弱形式和削弱深度对圆环耗能器性能的影响。研究结果表明：圆环耗能器滞回曲线稳定、饱满,塑性耗能能力强;随着圆环钢板厚度的增加或者圆环外直径的减小,圆环耗能器初始刚度和屈服力增大;支撑与横梁之间的角度对圆环耗能器性能有一定影响,交叉支撑角度宜取45°左右;圆环钢板局部削弱圆环耗能器比不削弱圆环耗能器具有更好的耗能效果;圆环钢板局部削弱形式宜采用圆弧式,且钢板削弱深度宜控制在圆环钢板宽度的20%~30%。 相似文献
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提出一种带可更换软钢阻尼器的低损伤自复预制混凝土(LDSCPC)框架节点，并针对该节点在地震作用下的抗震性能、更换阻尼器后的性能恢复等开展足尺试件的拟静力试验。在节点试验基础上，基于ABAQUS精细化有限元模型进行该节点关于螺栓预紧力、水平和竖向耗能条尺寸的参数化分析及优化设计。研究表明，软钢阻尼器LT12的滞回特性和承载能力是最优异的，而LT14是耗能最好的；增加阻尼器耗能条的尺寸和厚度能分别提高LDSCPC框架节点在加载早期和变形较大时的耗能性能。较大的螺栓预紧力能明显提升LDSCPC框架节点的耗能能力，当预紧力为155 kN时，软钢阻尼器几乎达到理想的耗能性能。 相似文献
18.
SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应及高阻尼性能,结合传统Pall摩擦型阻尼器的特点,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器。在建立阻尼器力学分析模型的基础上,对SMA复合摩擦阻尼器的性能进行了试验研究,分析了位移幅值、加载频率等对阻尼器的等效刚度、单位循环耗能和等效阻尼比的影响,并与理论分析结果进行了对比。研究表明,SMA复合摩擦阻尼器在加卸载循环下会形成比较稳定的滞回曲线,表明这种阻尼器具有良好的耗能能力。 相似文献