柱形和E形钢阻尼装置比较及试验分析

发布时间：2021-04-08 13:35

　　近年来,各种构造形式的钢阻尼装置在桥梁工程中得到了探索性应用。选取其中较为典型的柱形和E形两类装置,首先对比介绍了两类阻尼元件的力学模型及在桥梁工程应用中的技术途径。在此基础上基于同一目标参数,设计完成了两类阻尼元件的足尺试验。结合试验结果对两类元件的滞回行为、破坏形态、空间安装需求和材料用量等方面进行了比较和分析。试验结果表明:两类钢阻尼元件在相同设计目标参数下滞回行为基本相同,在设计位移下经历足够多的循环周数后,均在指定耗能部位发生失效破坏。实现桥梁单向震动控制时,柱形材料用量节省约40%,但竖向安装要求高,提出一种卧式柱形钢阻尼装置,以发挥这种成本优势。双向震动控制时,采用立式柱形装置时材料用量较单向控制的情况会进一步节省。 

【文章来源】：结构工程师. 2020,36(03)北大核心

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

钢阻尼装置在单向震动控制中的应用

图1 钢阻尼装置在单向震动控制中的应用上述钢阻尼装置的耗能原理均是利用金属材料屈服后的延性，只是构造形式不尽相同。尽管已有研究人员采用有限元软件和试验手段对某一类钢阻尼元件进行了详细的研究，但对同一目标参数需求下，不同构造形式的钢阻尼元件的比较研究并不多见。本文选取其中比较典型的柱形和E形两类装置，首先对装置的工作原理、力学模型、技术实现等细节作了对比介绍，之后基于同一目标参数，设计完成了两类装置的足尺拟静力试验。结合试验结果，对两类钢阻尼装置的滞回行为、破坏形态、空间安装需求和材料用量等方面进行了详细的比较和分析。对桥梁工程师根据空间要求，地震动下桥梁震动控制模式选用和设计钢阻尼装置具有实际意义。

柱形钢阻尼元件的力学模型为悬臂柱。力学图示见图3[20]。图中，F为悬臂端受到的水平力，?为钢阻尼元件水平行程，h为钢阻尼器高度，εmax为钢阻尼元件表面的最大应变，σy为屈服应力。由平截面假定得到柱形钢阻尼元件高度与行程之间的关系[4]:

【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁抗震设计理论发展:从结构抗震减震到震后可恢复设计[J]. 李建中,管仲国.  中国公路学报. 2017(12)
[2]桥梁新型横向金属阻尼器研究[J]. 沈星,倪晓博,叶爱君.  振动与冲击. 2014(21)
[3]Study on seismic response control of a single-tower self-anchored suspension bridge with elastic-plastic steel damper[J]. WANG Hao *,ZHOU Rui,ZONG ZhouHong,WANG Chen & LI AiQun Key Laboratory of Concrete & Prestressed Concrete Structure of Ministry of Education,Southeast University,Nanjing 210096,China.  Science China（Technological Sciences）. 2012(06)
[4]南京江心洲自锚式悬索桥支撑体系设计[J]. 李喜平,王新国,郑水清,管仲国.  公路. 2010(08)
[5]弹塑性阻尼支座用于自锚式悬索桥减震设计[J]. 管仲国,李建中,朱宇.  同济大学学报(自然科学版). 2009(01)
[6]松原二桥引桥抗震设计[J]. 贾明晓,章小檀,王君杰.  结构工程师. 2008(03)



本文编号：3125652