知识点:弯曲型墙式金属阻尼器
目前世界上越来越多的结构采用了消能减震或基础隔震技术,用以进行抗震抗风,采用这些技术的大楼也经历了不同台风考验和大地震考验。
所谓的阻尼就是使自由振动的物体振幅稳定减少的作用,振幅不断衰减的过程就是阻尼能量耗散的过程,能提供阻尼的装置就是所谓的阻尼器。采用阻尼器的结构称之为消能减震(振)结构,美国也形象地称作为结构保护系统(protective system)。
一般来说消能减震技术在特定的条件下,才能发挥它最大的效用,达到经济安全的目的。 消能减震技术主要用于以场合:
1、高烈度(>7度)的地区;
2、强风地区;
3、超高层建筑;
4、大型公共建筑-大跨空间结构;
5、大型综合体-框架支撑(少墙)结构;
6、震动舒适度要求:风作用和大面积楼盖。
阻尼器有哪些类型
调谐质量阻尼器
速度相关型阻尼器:粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼墙
位移相关型阻尼器:金属阻尼器、BRB、摩擦阻尼器
01
调谐质量阻尼器
调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)系统是结构被动减震控制体系的一种,它由主结构和附加在主结构上的子结构组成。其中子结构包括固体质量(重量)、弹簧减震器和阻尼器等。其基本构造有垂直型和水平型两种典型结构,也可以是两种形式的混合结构
特点及优势
设有多向导向定位装置,可以有效防止受到侧向力时出现的左右摇摆和失控倾覆等现象。
调谐质量阻尼器的调谐刚度可以根据需要适当调节,调节范围在±15%。根据现场动力特性实例结果来适当改变其调谐频率,消除由于计算或施工等方面的原因所造成的工程实际频率与计算频率不一致的影响,提高系统的实际控制结果。
整套系统结构紧凑合理,占用体积比较小,可控制最大高度,提高空间利用率。
02
粘滞阻尼器
黏滞液体阻尼器是一种无刚度、速度相关型的耗能装置,它是利用液体的黏性提供阻尼来耗散振动能量。
液体在封闭的容器中产生一定的流速来进行耗能的阻尼器。在这类阻尼器中,活塞要迫使黏滞液体在很短的时间内通过小孔,这将产生很大的压力。
黏滞流体阻尼器,是应用黏性介质和阻尼器结构部件的相互作用产生阻尼力的原理设计、制作的一种被动速度相关型阻尼器。黏性介质为硅油,该介质具有粘温系数小、极低和极高温度下(-50°C~+250°C)性能稳定、坑辐射性能好的优点,同时具有优良的电气缘性能和优良的抗臭氧、耐电晕、憎水防潮性能。
作为20世纪结构工程界减震(振)控制技术最优越科研成果之一的黏滞流体阻尼器,近年来在工程结构领域得到广泛应用,不仅大大提高了结构的抗风、抗震(振)能力,而且与传统的结构设计方法相比,节约了相当比例的建设成本。
主要特点
1、外形简洁,结构对称、紧凑、安装便捷、安装空间小;
2、低速运动阻力小,不超过额定载荷的10%;
3、预留±25mm长度伸缩调节量,方便现场安装;
4、耗能效率高,达到90%以上;
5、阻尼器两端均装有关节轴承,利于施工安装和工作摆动(允许工作摆角±6°);
6、液压硅油稳定、抗燃、耐老化;
7、密封性好,密封件采用与介质相容性好的橡胶材料或采用金属密封件。?
03
粘弹性阻尼器
粘弹性阻尼器(VED)是由具有应变滞后于应力特性的丙烯类化合物、二烯类化合物、沥青类化合物、苯乙烯类化合物等一系列高分子聚合物材料制成,以类似于叠层橡胶形式将一定厚度的黏弹性材料层夹在钢板之间,粘弹性材料随约束钢板往复运动,通过粘弹性阻尼材料的剪切滞回变形来耗散能量的有效耗能装置。
产品优点
粘弹性阻尼器(VED)主要依靠粘弹性材料的滞回耗能特性,增加结构的阻尼,减小结构的动力反应。粘弹性阻尼器构造简单、经济实用,一般不改变结构的形式,也不需要外部能源输入提供控制力,即使在较小的振动条件下也能够进行耗能,可同时用于结构的地震和风振控制。
04
粘滞阻尼墙
黏滞阻尼墙是一种速度相关型消能器,一般由钢箱、内钢板和高黏度的黏滞阻尼材料组成。在建筑中钢箱固定于本层楼面,内钢板则固定于上层楼面。在地震或风作用下,结构的上下楼层间产生相对速度,固定于上层墙面的内钢板在固定于下层楼面的钢箱内往复运动,由黏滞阻尼材料的内摩擦力耗散振动能量,减小结构的地震或风致响应。
黏滞消能阻尼器能提供较大的阻尼,因而可以有效地减小结构的振动,同时安装简便,因此在结构的抗震和抗风控制中有着广阔的应用前景。
05
金属阻尼器
金属阻尼器是将软钢作为剪切板,利用其屈服强度低、延性好等优点,与主体结构相比,它能够更早进入屈服,从而可利用软钢屈服后的累积塑性变形来达到耗散地震能量的效果。
对于金属阻尼器,由于在软钢剪切板面外两侧焊接了横向及纵向加劲肋,因此提高了剪切板的屈曲承载力,因此可保证在达到极限承载力之前都不会发生面外屈曲。同时,通过热处理工艺,减小了焊接热影响的不利作用,避免了焊接残余应力导致的剪切板延性下降等问题。因此金属阻尼器滞回曲线饱满,耗能能力强且稳定。
金属阻尼器具有抗侧刚度大、延性比大,以及材料利用率高、经济性好等优点。
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低屈服点钢材剪切型阻尼器试验研究知识点:剪切型墙式金属阻尼器 提出一种采用钢管加劲形式的新型剪切型金属阻尼器,该阻尼器主要由中心剪切板、面外加劲钢管、两侧翼缘加劲板与连接头四部分组成,主要通过中心剪切板剪切变形的发展耗散地震输入的能量。低屈服点钢材LYP225钢屈服强度较低,强化水平适中且延展性能优异,适用于制作金属阻尼器,因而选用LYP225钢制作剪切阻尼器的中心剪切板。
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