向心式变摩擦阻尼器控制结构地震反应分析

介绍了向心式变摩擦阻尼器的原理及其基本力学性能,探讨了安装向心式变摩擦阻尼器结构在自由振动和强迫振动时的动力特性和动力反应特点,揭示了向心式变摩擦阻尼器引起结构抖振的机理,对安装向心式变摩擦阻尼器的结构的地震反应进行了分析,研究了向心式变摩擦阻尼器的参数对结构动力特性及地震反应的影响,给出了受控结构的非线性反应谱.     

一种放大位移型SMA阻尼器的减震控制分析

利用形状记忆合金(SMA)材料的超弹性,本文提出了一种放大位移型SMA阻尼器,建立了装有该阻尼器的框架有限元模型并对该框架的地震反应实施了模拟减震控制。分不安装阻尼器、安装不放大位移阻尼器和安装放大2倍层间位移阻尼器三种工况,输入El Centro和Taft地震动,对比研究了阻尼器的减震控制效果。分析结果表明:(1)放大位移型SMA阻尼器的控制效果优于不放大位移型SMA阻尼器;(2)该放大位移型SMA阻尼器对位移的控制效果优于对加速度的控制效果。     

一种SMA复合摩擦阻尼器的设计与性能研究

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性特性,将SMA丝与摩擦阻尼器复合,提出了一种SMA复合摩擦阻尼器,给出了SMA复合摩擦阻尼器的工作机理和设计方法,建立了其理论模型,确定了SMA复合摩擦阻尼器的力-位移滞回曲线,并对一SMA复合摩擦阻尼器控震单自由度体系在地震作用下的动力响应进行了数值模拟。结果表明,提出的SMA复合摩擦阻尼器具有优良的耗能减振性能。     

一种新型软钢阻尼器力学性能和减震效果的研究

本文研究了一种新型软钢阻尼器。首先分析了这种阻尼器的力学性能和减震机理，依据试验结果给出了它的恢复力模型，并推导得出了特征参数的表达式和疲劳验算式；研究了阻尼器参数对减震效果的影响，给出了最佳的参数取值范围；算例分析表明该种阻尼器具有很好的减震效果。     

持续变刚度摩擦型阻尼器

文中提出了一种具有持续可变滑移后刚度的摩擦型阻尼器。与传统摩擦阻尼器相比,这种阻尼器的滑移后刚度随变形增加而持续增长,承载能力显著提高。使用者可以根据不同地震水平下的性能目标调整输出力的大小,因此也为不同目标值下的结构控制提供了一种切实可行的方法。阻尼器采用套筒-活塞式结构,摩擦片通过橡胶层固化到活塞上,橡胶层同时为摩擦片提供面压。摩擦片与套筒内壁形成滑移面,该滑移面的内径沿轴向呈曲线变化,理论分析、数值模拟与试验结果表明,抛物线形的滑移面可提供呈三次函数关系的力与位移关系曲线,持续增长的刚度和出力,有利于改善结构的抗倒塌性能。     

粘弹性-摩擦阻尼器在底部框架砌体结构抗震加固中的控制应用

本文根据新型粘弹性－摩擦阻尼器的耗能特点和底部框架砌体结构动力特性，提出通过对底部框架砌体结构设置粘弹性－摩擦阻尼器，达到对底部框回体结构抗震加固的目的。文中推导了粘弹性－摩擦阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度短阵和控制力向量，建立了设置粘弹性－摩擦阻尼器框架结构地震反应时程分析的控制方法。     

烟囱悬挂内筒-转动摩擦阻尼器减震止晃研究

研究了利用转动摩擦阻尼器(rotational friction dampers,RFD)和悬挂排烟内筒对高耸钢筋混凝土地震响应进行被动控制.首先提出了烟囱用FRD节点的构造做法,将RFD置于内、外筒之间,在地震作用下,允许内、外筒产生适量相对位移,使RFD产生摩擦耗能.其次,对该体系的地震响应被动控制进行了理论研究,...     

采用摩擦垫层及阻尼器对外套加层结构体系的减振研究

本文提出了一种耗能减震加层结构新体系,即利用旧有建筑顶层与加层结构之间的摩擦垫层井依靠在两结构各层连接点处增设的耗能阻尼器来吸收耗散能量的减振体系。在进行非线性动力分析过程中,首次建立了系统的结构模型,引入了一种新的库仑摩擦力表达式并对影响体系减振率的有关参数进行了研究。最后通过对一实际工程的设计和计算,验证了这种加层减振做法的有效性。     

装设粘弹性阻尼器钢筋混凝土结构抗震实用分析

为了设计装设粘弹性阻尼器受控结构、推进此项技术的工程应用,分别利用粘弹性阻尼器的复刚度模型和有限元模型,编制了振型分解反应谱程序和弹性时程分析程序,并对一装设粘弹性阻尼器的16层钢筋混凝土结构和相应原结构在多遇地震下的响应进行了分析。     

被动及半主动摩擦阻尼器对合肥翡翠电视塔地震反应的控制

摩擦阻尼器是一种构造简单的耗能减振装置,已应用于国内外多座新建建筑的抗震设计和已建建筑的抗震加固．半主动磨擦阻尼器则通过调整阻尼器的起滑力来改善被动摩擦阻尼器的耗能减振性能。本文研究了被动及半主动摩擦阻尼器对于高耸塔架结构地震反应的减振效果。为满足摩擦阻尼器对高耸塔架结构风振控制的特殊需要,本文建立了合肥电视塔的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成控制力变换矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。在半主动摩擦阻尼器的控制策略方面,本文提出了一种基于次优控制理论的半主动控制策略．本文研究表明,摩擦阻尼器可以抑制高耸塔架结构的地震反应．而半主动摩擦阻尼辞的耗能减振效果明显优于被动摩擦阻尼器．     

Predictive control of seismic structures with semi‐active friction dampers

In this paper a predictive control method especially suitable for the control of semi‐active friction dampers is proposed. By keeping the adjustable slip force of a semi‐active friction damper slightly lower than the critical friction force, the method allows the damper to remain in its slip state throughout an earthquake of arbitrary intensity, so the energy dissipation capacity of the damper can be improved. The proposed method is formulated in a discrete‐time domain and cast in the form of direct output feedback for easy control implementation. The control algorithm is able to produce a continuous and smooth slip force for a friction damper and thus avoid exerting the high‐frequency structural response that usually exists in structures with conventional friction dampers. Using a numerical study, the control performance of a multiple degrees of freedom (DOF) structural system equipped with passive friction dampers and semi‐active dampers controlled by the proposed method are compared. The numerical case shows that by merely using a single semi‐active friction damper and a few sensors, the proposed method is able to achieve better acceleration reduction than the case using multiple passive dampers. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

摩擦耗能器的类型与性能及其在实际工程中的应用

摩擦耗能器是一种构造简单、耗能机理明确、耗能能力大且性能稳定的耗能减震装置,在实际工程中已得到较为广泛的应用.主要介绍不同类型摩擦耗能器的构造与性能及其在实际工程中的应用,并提出了摩擦耗能器在开发与应用中需进一步研究解决的问题.     

压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制

压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器,并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究,对国内即将兴建的第一高钢电视塔──合肥翡翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要、文中还建立了房耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成广义控制力作用位置矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。本文研究表明,压电材料智能摩擦阻尼器可以有效地抑制高耸钢塔结构的风振反应。     

摩擦与粘性流体耗能器串联体系动力分析

采用粘性屈服模型来模拟摩擦耗能器的力－速度关系，建立了摩擦与粘性流体耗能器串联耗能体系的动力分析方法．为考虑框架杆件和支撑材料的几何非线性，采用增量型Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ二级三阶半隐式Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法求解动力方程．比较了仅有摩擦耗能器体系与串联组合耗能体系的减振效果，分析了粘性流体耗能器参数对组合耗能体系减振效果的影响。     

SMA复合摩擦阻尼器性能的试验研究

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。     

Mitigation of micro vibration by viscous dampers

This study proposes a micro vibration mitigation system using viscous dampers to solve the problem of vibration in a high-tech building.Due to the operating frequency of the air conditioners and fundamental mode of the floors,a resonant phenomenon is occasionally experienced at the upper levels of the structure.Several strategies were considered,and viscous dampers combined with a suspension system were chosen to mitigate this annoying situation.A theoretical analysis was f irst executed to determine the op...     

Design of dampers for structures based on optimal control theory

The aim of this paper was to propose a design guideline for using visco‐elastic dampers for the control of building structures subjected to earthquake loading as well as suspension roof structures subjected to wind loading. The active control algorithm was used to calculate the control forces. Based on the single‐mode approach the control forces were transformed to the forces which visco‐elastic dampers can provide. Application of the method to the design of the building structure with passive damping devices in the bracing system and to the suspension roof with dampers was studied. Through the application of optimal control theory a systematic design procedure to implement dampers in structures is proposed. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.