減振阻尼器的分型及其相關(guān)特性!
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在傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)中,主要依靠的是結(jié)構(gòu)體系的滯回耗能,來消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量,但因結(jié)構(gòu)構(gòu)件在利用其自身彈塑性變形消耗地震能量的同時(shí),構(gòu)件本身將遭到損傷甚至破壞,某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件耗能越多,則其破壞就越嚴(yán)重。
我國新建或擬建的高層建筑結(jié)構(gòu),均已采用消能減震技術(shù),并取得良好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效果。現(xiàn)在我們只需將耗能裝置安放在結(jié)構(gòu)某些特定部位(如支撐、剪力墻、節(jié)點(diǎn)、連接縫或連接件、樓層空間、相鄰建筑間、主附結(jié)構(gòu)間等),通過耗能裝置產(chǎn)生摩擦,彎曲(或剪切、扭轉(zhuǎn))彈塑(或粘彈)性滯回變形耗能,來耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量,以此來減小主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),從而避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生的弊端,防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌。
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減震產(chǎn)品一般我們大致可以分為位移相關(guān)型和速度相關(guān)型,根據(jù)減震產(chǎn)品的這兩種類型和其特性,我們可以研究如何合理優(yōu)化設(shè)計(jì),以減少成本,有效提高減震性能。
一、位移相關(guān)型產(chǎn)品及特點(diǎn)
位移型阻尼器,只有產(chǎn)生金屬變形才能發(fā)揮作用。它既有一定的剛度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),又有一定耗能能力,會(huì)提供相應(yīng)的附加阻尼比,以提高結(jié)構(gòu)安全性。產(chǎn)品主要包括:金屬阻尼器(MYD)、防屈曲約束支撐(BRB)、摩擦阻尼器(FD)等,適用于阻尼器有剛度需求的情況下。其優(yōu)點(diǎn)是:構(gòu)造簡單,震后易更換;耗能穩(wěn)定,有效減震。
二、速度相關(guān)型產(chǎn)品及特點(diǎn)
耗能能力與速度大小相關(guān),變形速度越快,阻尼力越大,減震效果越顯著。產(chǎn)品主要包括:黏滯阻尼器(VFD)、黏滯阻尼墻(VFW)、粘彈性阻尼器(VED)等。其優(yōu)點(diǎn):無論振動(dòng)大小,它都可以產(chǎn)生阻尼力;大震后也不易損壞,即使更換也較容易;只提供阻尼不提供剛度,對結(jié)構(gòu)周期無影響,有效控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)。
除了以上兩種類型,還有常見的調(diào)諧吸震型和復(fù)合相關(guān)型:
調(diào)諧吸震型:通過將主結(jié)構(gòu)的一部分能量傳遞給連接在主結(jié)構(gòu)上的耗能系統(tǒng),來減小主結(jié)構(gòu)的振動(dòng),并耗散能量。如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)。
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復(fù)合相關(guān)型:鑒于位移相關(guān)型和速度相關(guān)型阻尼器,對于大震和小震的敏感程度不同,在實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行中,也會(huì)使用組合形式來安裝阻尼器(位移型與位移型阻尼器結(jié)合、位移型與速度型阻尼器結(jié)合、速度型與速度型阻尼器結(jié)合),或單獨(dú)使用,均能耗散結(jié)構(gòu)上輸入的地震能量。
采用哪種抗震組合方式,或使用哪種類型的阻尼器,這就需要我們綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工況、成本等各種因素,再選擇一款合適的阻尼器,并進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
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