扇形铅粘弹性阻尼器性能的有限元分析研究

设计了18组不同构造和参数的扇形铅粘弹性阻尼器（SLVD）,采用ABAQUS软件对其进行有限元数值模拟分析,研究了铅芯个数、铅芯直径、铅芯布置形式、橡胶剪切模量、薄钢板与橡胶层厚度比及加载应变幅值对其耗能性能和阻尼特性的影响。分析结果表明：SLVD的耗能系数和等效阻尼比随着铅芯个数的增多、直径的增大而增大,随着橡胶剪切模量、应变幅值的增大而减小;铅芯布置形式应以双铅芯形式为宜,薄钢板和橡胶层的厚度之比应控制在0.4~0.5。

扇形铅粘弹性阻尼器恢复力模型及设计方法研究

依据扇形铅粘弹性阻尼器组成材料的特性,给出了阻尼器的构造参数与恢复力学模型之间的关系,推导出该阻尼器恢复力模型公式,给出了阻尼器的设计方法。基于扇形铅粘弹性阻尼器的性能试验结果,对比分析了理论推导结果与试验结果,分析结果表明:扇形铅粘弹性阻尼器的力学性能主要取决于橡胶和铅芯两种材料,可用双线性恢复力学模型对其进行描述;该阻尼器滞回曲线及设计值与试验值吻合度较好,推导的恢复力模型公式合理可行。

扇形铅粘弹性阻尼器的设计及数值仿真分析

为改善框架结构及底框结构的抗震性能,提出一种新型扇形铅粘弹性阻尼器对梁柱节点进行耗能减震加固。介绍了扇形铅粘弹性阻尼器的构造、工作原理及特点,设计了三组铅芯个数和直径不同的扇形铅粘弹性阻尼器,采用ABAQUS有限元分析软件对其进行了剪切位移和转角位移加载的数值仿真分析,研究了阻尼器的滞回性能,加载方式、铅芯个数和直径对其耗能性能的影响,以及阻尼器耗能核心部件应力分布特点、骨架曲线和力学模型。结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,铅芯个数和直径对其耗能性能影响较大,耗能核心部件应力分布均匀,构造合理,力学模型可采用双线性模型进行描述。

外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩抗震性能分析与研究

【目的】为了提高自复位桥墩的抗震性能,本研究在传统自复位桥墩的基础上,更改接头组件的连接方式,并在桥墩外部设置可更换的扇形铅黏弹性阻尼器,提出外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩。【方法】采用数值模拟方法,分别建立传统自复位桥墩、嵌入式自复位桥墩和外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩。在验证传统自复位桥墩模拟方法可行性的基础上,分别对嵌入式自复位桥墩和外置扇形铅黏弹性阻尼器的自复位桥墩进行低周循环加载,研究二者的抗震性能。【结果】结果表明:将平齐接头更改为嵌入式接头有利于提高自复位桥墩的承载力和耗能能力,提供更为可靠的传剪机制。【结论】将扇形铅黏弹性阻尼器设置在嵌入式自复位桥墩两侧,累计耗能较传统自复位桥墩有显著提高,抗震性能优越,对自复位桥墩实现“韧性抗震”设计具有一定借鉴意义。

铅粘弹性阻尼器性能试验研究

本文介绍了作者提出的铅粘弹性阻尼器的构造和原理，对错粘弹性阻尼器在不同温度、频率、应变幅值和粘弹性层厚度的情况下进行了试验，分析研究了温度、频率、应变幅值和粘弹性层厚度对铅粘弹性阻尼器性能的影响规律，同时，对铅粘弹性阻尼器进行了低周疲劳试验和大变形试验，考察了铅粘弹性阻尼器的疲劳性能和极限变形能力，最后给出了有关的结论和建议．

铅粘弹性阻尼器的计算模型

本文首先介绍了作者所开发的铅粘弹性阻尼器的构造与性能，并根据铅弹性阻尼器的试验滞回曲线，采用双线性模型和双线性－RO模型来描述其力学性能，最后根据试验结果进行两种模型的对比分析。分析表明：双线性－RO模型比双线性模型更能真实地描述铅粘弹性阻尼器的滞回耗能特性。

复合型铅粘弹性阻尼器的性能试验研究

介绍了复合型铅粘弹性阻尼器的原理、构造和特点 ,通过对两个阻尼器在不同工况下的性能试验 ,研究了阻尼器的性能 ,给出了复合型铅粘弹性阻尼器的恢复力模型和特征参数。研究结果表明 :复合型铅粘弹性阻尼器具有良好的工作性能 ,在很小的剪切变形 (约 2 0 % )下 ,阻尼器的性能具有椭圆形的粘弹性阻尼器特征 ,剪切变形大于 2 0 %后 ,阻尼器呈现出铅阻尼器的特征 ;阻尼器的恢复力模型可以用考虑强化的双线形模型来描述 ;阻尼器具有较大的变形能力和较好的耗能性能 ,在剪切变形幅值为 5 0 %～ 170 %的情况下 ,其阻尼比在 10 %～ 2 6 %之间变化 ,在单向剪切变形幅值达到 2 5 0 %的情况下 。

扇形铅粘弹性阻尼减震混凝土框架结构节点抗震性能试验对比研究

为研究扇形铅粘弹性阻尼器对混凝土框架结构节点抗震性能的影响,对扇形铅粘弹性阻尼减震混凝土框架节点和混凝土普通框架节点进行了低周反复加载试验,对比研究了两者的破坏模式、滞回耗能性能、承载能力、位移延性、强度退化和梁端受力筋应变等变化。结果表明:扇形铅粘弹性阻尼减震框架节点中由于阻尼器的影响,使其梁端塑性铰外移,减缓和控制了节点核心区裂缝开展,保护了节点。扇形铅粘弹性阻尼减震试件,其滞回曲线相对普通试件饱满,呈"弓形",节点塑性变形能力强,能够吸收大量地震能量。扇形铅粘弹性阻尼器对框架节点的开裂荷载、屈服点位移延性能力、极限承载力及总体滞回耗能能力的提高较为明显,刚度和强度退化曲线也较为平缓。

《土木工程与管理学报》02／2011 扇形铅粘弹性阻尼器的设计及数值仿真分析

为改善框架结构及底框结构的抗震性能．提出一种新型扇形铅粘弹性阻尼器对梁柱节点进行耗能减震加固。介绍了扇形铅粘弹性阻尼器的构造、工作原理及特点，设计了三组铅芯个数和直径不同的扇形铅粘弹性阻尼器．采用ABAQus有限元分析软件对其进行了剪切位移和转角位移加载的数值仿真分析，

扇形铅黏弹性阻尼器加固RC框架的抗震性能试验研究

针对钢筋混凝土框架结构梁柱节点震害严重的抗震问题,提出采用扇形铅黏弹性阻尼器加固框架结构的方法,结合扇形阻尼器型式提出外包箱形钢板和外包U形钢板两种不同的加固连接方式。为研究扇形铅黏弹性阻尼器加固框架的抗震性能,设计并制作了3榀框架试件,分别为空框架和两榀不同连接的扇形铅黏弹性阻尼器加固框架,通过低周反复加载试验分析了其滞回性能、承载能力、刚度退化、耗能能力等参数。试验结果表明:采用扇形铅黏弹性阻尼器加固的框架滞回曲线饱满、耗能能力强、加固效果良好;扇形铅黏弹性阻尼器为框架提供了一定的抗侧刚度,提高了框架的水平承载能力,延缓了框架塑性铰的产生,使框架具有良好的耗能能力;外包U形钢板和外包箱形钢板用于扇形铅黏弹性阻尼器与主体结构的连接都是有效的,这两种不同的连接方式对加固框架的整体抗震性能影响不大。

装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计与分析

给出了装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构的设计步骤,对某11层钢筋混凝土框架结构进行减震设计。采用ETABS和Perform-3D软件分别对原结构和装有扇形铅黏弹性阻尼器框架结构进行了多遇地震下的时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:安装扇形铅黏弹性阻尼器能显著降低结构的地震反应,保护框架节点,达到小震下减小层间位移角和"大震不倒"的性能目标。

扇形铅黏弹性阻尼器的等效力学模型

为使扇形铅黏弹性阻尼器便于在有限元软件分析及工程应用中选用,根据该阻尼器的构造、材料特性构建扇形铅黏弹性阻尼器在有限元软件中的等效力学模型,并通过该模型在大型有限元分析软件SAP2000的模拟分析与试验、精细化模型进行验证。结果表明:扇形铅黏弹性阻尼器的等效力学模型的建立是可行的,能很好地对阻尼器在有限元软件中进行模拟分析。

扇形粘弹性阻尼器的试验研究

基于粘弹性阻尼器,设计研发了耗能很强、布置灵活、安全可靠的扇形粘弹性阻尼器。该文介绍了研究扇形粘弹性阻尼器的目的、应用场景、研制过程及橡胶材料性能。结果表明:扇形粘弹性阻尼器构造合理,减震机理明确,适用于风振及地震反应控制,可用于新建及既有结构的加固工程。

钢铅粘弹性阻尼减震结构抗震性能分析研究

提出了钢铅粘弹性阻尼器,对钢铅粘弹性阻尼器构造进行了介绍,对阻尼器进行了性能试验。基于阻尼器试验结果,采用PERFORM 3D软件中的三线性模型对阻尼器单元进行模型,对布置钢铅粘弹性阻尼器结构和无耗能支撑的普通结构进行了多遇地震和罕遇地震作用下的非线性时程分析。分析结果表明:采用三线性模型模拟阻尼单元得出的滞回曲线饱满,与试验滞回曲线吻合的较好,分析时采用三线性模型模拟阻尼器的滞回性能是可行的;钢铅粘弹性阻尼减震结构的层间位移和剪力相比于普通结构都有明显减小,能较好地控制结构的地震反应;在罕遇地震作用时钢铅粘弹性阻尼器能吸收大量地震输入结构能量,减小结构构件产生的塑性变形,保护主体结构安全。

扇形铅橡胶阻尼器滞回性能试验研究

试验制作了几何尺寸相同但铅芯直径不同、橡胶硬度不同的3个扇形铅橡胶阻尼器,通过自行设计的L型加载架对其进行低周往复荷载作用下的滞回性能试验.针对不同加载波形、加载频率、加载位移幅值、橡胶硬度以及铅芯尺寸等参数验证扇形铅橡胶阻尼器的耗能能力.研究结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满、耗能能力较强,具有较好的大变形能力;阻尼器的加载波形、加载频率与加载幅值、橡胶硬度以及铅芯直径均会对其滞回性能产生相应影响.

铅粘弹性阻尼器力学模型研究

铅粘弹性阻尼器是利用铅的剪切及挤压屈服后产生塑性变形和粘弹性材料的剪切滞回变形耗能,其充分利用了粘弹性阻尼器小变形作用下就能发挥耗能作用和铅剪切型阻尼器屈服位移小、极限恢复力大的优点。因此,可以用作结构的风振反应控制和地震反应控制,并且避免了金属耗能器风载作用下的易产生疲劳破坏的缺点。

板式铅黏弹性阻尼器性能的有限元模拟

设计了11组不同构造的板式铅黏弹性阻尼器有限元模型,基于铅芯布置形式、薄钢板与橡胶厚度比、铅芯个数、铅芯直径以及加载幅值对阻尼器耗能性能影响的问题,利用有限元软件ABAQUS对其进行数值模拟分析。结果表明:铅芯布置形式单铅芯为宜;薄钢板与橡胶厚度比对阻尼器耗能性能影响明显;随着铅芯个数增多和铅芯直径的增大,滞回环面积、耗能系数及等效阻尼比也随之增大。

扇形铅黏弹性阻尼器滞回性能试验研究

试验设计并制作了2组4个几何尺寸及构造相同但橡胶剪切模量不同的扇形铅黏弹性阻尼器,对其进行低周反复荷载作用下的滞回性能试验。研究阻尼器的滞回性能、骨架曲线与恢复力模型、疲劳性能及大变形能力,分析不同应变幅值、不同加载频率、不同橡胶剪切模量对其性能的影响,并通过有限元软件对阻尼器进行有限元分析,对比有限元分析结果和试验结果。研究结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满、耗能能力较强,具有良好的抗疲劳性能和大变形能力;阻尼器的橡胶材料剪切模量和试验加载幅值对其性能参数有一定的影响;试验加载频率对其性能参数影响较小;阻尼器恢复力模型可采用双线性模型来描述;试验和有限元分析结果吻合较好,验证了该阻尼器有限元模拟分析方法的合理性。

铅粘弹性阻尼器的开发、研究与应用

铅粘弹性阻尼器是作者研制的一种新型复合型阻尼器,由铅芯、粘弹性材料等组成,通过铅芯的塑性变形和粘弹性材料的剪切滞回变形耗能,具有位移相关型阻尼器和速度相关型阻尼器复合特性。根据实际工程的不同需求,先后研究出了铅橡胶阻尼器、组合式铅橡胶阻尼器、铅粘弹性阻尼器和钢铅粘弹性阻尼器等。该文介绍了上述阻尼器的耗能原理、构造和特点,对不同类型的铅粘弹性阻尼器进行了滞回性能试验,研究结果表明:该种阻尼器具有较好的耗能能力、大变形能力和抗疲劳性能。采用双线性模型、双线性-RO模型和Bouc-wen模型对铅粘弹性阻尼器的滞回性能进行了模拟,模拟的滞回曲线与试验所得的滞回曲线吻合的较好。给出了铅粘弹性阻尼减震结构和耗能支撑构件的设计方法。最后,介绍了铅粘弹性阻尼器在部分实际工程中的应用实例。

钢铅粘弹性阻尼器试验研究

研制开发了一种钢铅粘弹性阻尼器,介绍了该种阻尼器的构造、耗能机理及特点,设计出钢铅粘弹性阻尼器试验模型,利用压剪试验机完成阻尼器试验模型在不同幅值下的低周反复荷载试验,采用Bouc-Wen模型和双线性模型模拟了钢铅粘弹性阻尼器的滞回性能。研究结果表明:1)钢铅粘弹性阻尼器滞回曲线光滑饱满,具有良好的耗能性能;2)铅芯、钢芯和粘弹性材料在剪切变形过程中发挥了良好作用,提高了阻尼器水平剪力、初始刚度和耗能能力;3)阻尼器在大变形过程没有出现粘弹性材料外鼓和撕裂现象,并能恢复到原始加载位置,其具有较好的大变形能力和自恢复性能;4)Bouc-Wen模型、双线性模型模拟的滞回曲线与试验滞回曲线吻合的较好,分析时采用Bouc-Wen模型、双线性模型模拟阻尼器的滞回性能是可行的。