多功能阻尼器的设计及减震性能研究

发布时间：2020-03-22 00:28

【摘要】：各国科研人员针对对地震对建筑物的破坏进行了大量的研究,在工程领域提出了多种结构抗震设计方法和措施,极大地减轻了地震带来的生命和财产损失。然而,在地震作用下,部分建筑虽然并未完全破坏和倒塌,但是其主要功能已经受到破坏,无法继续使用,只能推倒重建。或者,部分建筑虽然可以经过修复后投入使用,但是由于修复的时间过长,会严重影响人们的正常生活。因此,在地震作用下结构功能的可恢复性显得尤为重要。目前,为了实现结构的可恢复功能,可以在结构中设置一些附加装置来减轻地震对结构的作用。这些附加装置可以通过受震破坏后快速更换来达到结构的快速恢复,或者通过附加装置自身的恢复能力使结构恢复到原始状态。这些附加装置往往以阻尼器的形式安装在结构中,提供耗能减震的效果和震后可恢复的功能。本文基于以上理论设计了新型的摩擦型和铅剪切型多功能阻尼器,提高了结构的耗能减震效果和可恢复性能。本文的主要内容如下:(1)介绍两种多功能阻尼器的结构设计,根据阻尼器的工作原理确定理论模型,并选取合适的描述理论模型的力学参数。对理论模型中与力学参数相对应的部件进行试验和数值模拟,研究阻尼器中各部件的力学性能,为阻尼器理论模型的建立提供依据。(2)对两种阻尼器进行试验,探究应变幅值和荷载速度等因素对阻尼器性能的影响,并结合各部件的力学参数对阻尼器的恢复力模型进行模拟,通过试验和数值模拟对比,验证阻尼器恢复力模型的正确性,为阻尼器的抗震性能分析奠定基础。(3)利用SIMULINK工具箱建立框架结构的层剪切模型,分别对有、无安装摩擦型多功能阻尼器的不同工况的结构进行弹塑性时程分析,通过结构的顶层位移、加速度等地震响应的对比,研究阻尼器及其布置方式对结构抗震性能的影响,验证该阻尼器耗能减震的效果。
【图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文（6）FA 段：奥氏体相下的线弹性恢复阶段。3 形状记忆与超弹性的关系形状记忆合金在不同温度范围内会显现出不同的属性，包括记忆效应，这两者又是相互关联的。相同种类的形状记忆合金，，在临界温度的具有记忆效应和超弹性[19, 20]。如图 1-2 所示，图中标示了形状记忆合性之间转换的临界温度。

图 1-3 带 SMA 阻尼器的 2 层框架Fig.1-3 Two layers framework with SMA dampers[22]人结合了多种材料的属性，在传统Pall摩擦型阻尼 特有的超弹性效应及高阻尼性能，组装成了一种新擦阻尼器。复合阻尼器中 SMA 和摩擦部件都是位移敏位移时。两者能够协同工作，共同消耗地震能量。合阻尼器指挥曲线稳定，耗能能力良好。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.1

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