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关于粘滞阻尼器阻尼系数设计的介绍

作者:铭泰震安 发布日期:2020-02-26 09:32:37 关注次数:757

在目前规范中,对于粘滞阻尼器阻尼系数的设计,仅提供线性粘滞阻尼器的设计公式,且对阻尼器的详细设计、流程并无明确的规定。而对于非线性粘滞阻尼器的设计,则需参考MCEER或NCREE的研究报告。以粘滞阻尼器作为减震单元的结构,其设计相比于采用其他形式的减震系统较为简易,因其不具备存储刚度,也不影响结构本身的振型周期,且线性粘滞阻尼器与位移无关,所以设计上不需要迭代计算,而非线性粘滞阻尼器虽然与位移相关,但仍可以经过合理简单的假设进行估算和设计。本文将针对结构附设阻尼器的设计、流程做一个简单的概述。

粘滞阻尼器结构的设计,首先需要选定粘滞阻尼器结构所需额外提供的阻尼比,再根据规范的等效阻尼比公式,决定阻尼器的力学性质,如:非线性系数α、阻尼系数C,以下将分别介绍线性粘滞阻尼器和非线性粘滞阻尼器的设计流程。

线性粘滞阻尼器的阻尼系数设计

FEMA及NEHRP规范中,含线性阻尼器的结构可根据式(2-34)计算其贡献的阻22第二章减震结构中粘滞阻尼器的理论比。若采用各楼层阻尼器阻尼系数平均分配方式,则Cj可作为一个常数提出来,并将式2-34移项,则可得到单层楼阻尼器总的阻尼系数,如下式表示:

单层楼阻尼器总的阻尼系数

非线性粘滞阻尼器的阻尼系数设计

非线性阻尼器的设计公式在各规范中并无相关规定,但在MCEER及NCREE的研究报告中,非线性粘滞阻尼器设计的主要依据是式2-46的阻尼比估算公式,其与位移有关,也就是当结构所受的外力不同时,非线性阻尼器的效能也不同,其随着位移的改变而改变,不像线性阻尼器为一个定值。基于设计的观点,考虑非线性粘滞阻尼器在一个设计顶层位移A之下,决定等效阻尼比eff,和阻尼器所需贡献的阻尼比a,然后选定非线性阻尼器系数a,计算阻尼器的阻尼系数C值,详细的设计流程如下所述。

根据以上描述的概念来设计非线性粘滞阻尼器,而设定顶层位移的方法,建议使用规范设计地震反应谱为基准,求取等效阻尼比ef下的位移反应,以作为设计顶层位移A值。若顶层位移A值已知,根据式2-46及阻尼系数C值的分配方式即可求取各楼层阻尼器的阻尼系数。以下将详细介绍由规范设计地震反应谱,如何求取所需的设计顶层位移A值。利用模态累加仅考虑第一振型的贡献,则结构的最大设计顶层位移可表示如下式:

结构的最大设计顶层位移

考虑到设计地震作用下,式2-50中的位移反应谱值,可根据地震设计规范,考虑等效阻尼比fef的线性位移反应谱而求得。或者以设计反应谱相对应的人工波,求取其等效阻尼比ef的弹性位移反应谱。若由国内规范设计的反应谱,其等效阻尼比err的位移反应谱则可表示为:

位移反应谱

阻尼比修正系数表

根据上述求得的最大设计顶层位移A值,若A值满足设计的需求,则根据计算所需的总阻尼系数C值,再将该阻尼系数分配到各楼层的阻尼器,阻尼系数C值若采用各楼层阻尼器阻尼系数平均分配方式,且每个阻尼器均使用相同的非线性系数,并将式2-46做移项处理,则可得单层楼阻尼器总的阻尼系数,如下式所示:

单层楼阻尼器总的阻尼系数

以上就是关于粘滞阻尼器阻尼系数设计的介绍了,希望您阅读完此篇文章能够帮助到您,河北铭泰震安减隔震器材有限公司是一家专业生产屈曲约束支撑、粘滞阻尼器的生产厂家,如果您需采购或者有技术性问题可以随时联系我们。同时我们还为您推荐了金属粘滞阻尼器滞回曲线的相关文章,希望您能喜欢,感谢您的阅读。


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