SMA耗能器的阻尼性能试验研究

设计并制作了伸缩式形状记忆合金耗能阻尼器，并对此器件进行了试验研究。试验结果与理论分析结果吻合程度较好，表明器件的设计是合理的、加工制作的工艺满足了理论要求，为该器件的工程实际应用积累了实践经验。     

磁橡胶约束阻尼处理的摩擦耗能机理研究

基于周期耗能相等的原理,将磁橡胶约束阻尼悬臂板(MRLD)与传统的约束阻尼悬臂板(PCLD)等价,研究MRLD的摩擦耗能机理.研究表明,摩擦力Fs主要是通过改变阻尼层发生滑移的区域来影响MRLD的阻尼.在同一模态,尽管激励力不同,但所能获得的最大损耗因子是一样的.     

桥梁高阻尼隔震橡胶支座性能试验研究

高阻尼隔震橡胶支座是一种具有耗能性能的新型隔震支座,已经开始应用于桥梁减隔震控制中。为了研究这种新型隔震支座的滞回性能,选取用于某高速公路桥梁的高阻尼隔震支座进行竖向压缩和水平剪切加载试验研究,研究其竖向压应力、水平极限剪切应变、加载频率及加载次数对滞回性能的影响。研究结果表明:高阻尼隔震橡胶支座的滞回曲线较为饱满,耗能效果较好,且多次循环加载后其耗能能力未出现降低的趋势;加载频率对于支座的等效刚度和等效阻尼有一定的影响。     

橡胶混凝土小变形阻尼研究

材料的阻尼是衡量材料本身减振性能的主要指标.采用自由振动法测试得到了一批橡胶混凝土小变形阻尼比的基础性数据.试验结果表明:所采用的阻尼比测试方法和试验过程是可靠的;对同类型的混凝土,混凝土的阻尼比随橡胶掺量的增加而增大;混凝土的弹性模量随橡胶掺量的增加而降低;橡胶胶掺量在4.5左右时,可获得阻尼比、弹性模量和抗压强度均较高的混凝土.     

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器的阻尼测试

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器进行动态试验研究。基于耗能相等原则及正交函数的性质,提出一种精度高、便于工程应用的粘弹等效阻尼测试方法,该方法可以通过实测耗能器恢复力数据方便地计算出损耗因子。依据这一方法对耗能器进行测试,结果表明金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器具有很好的阻尼减振性能。     

高阻尼混凝土构件阻尼性能研究

首先测得了钢筋、高阻尼砂浆及高阻尼混凝土悬臂梁在不同初始顶点位移下的自由衰减曲线,得到了构件阻尼比随变形增大的变化规律。研究了聚灰比、乳液共混及不同纤维的掺入对高阻尼混凝土悬臂梁力学性能和阻尼性能的影响。在此基础上,提出了高阻尼混凝土构件阻尼比的计算理论与方法。通过与国内外相关研究的比较,校验了本文方法的科学性。     

考虑铅芯温度效应的橡胶支座参数影响分析

对铅芯橡胶支座试验中支座力学性能参数的不同确定方法进行比较,并考虑温度效应对支座铅芯屈服应力影响,采用修正双线性支座模型比较了考虑铅芯温度效应前后支座的累积塑性变形需求,在此基础上选用多条地震动实测记录分析铅芯温度效应对隔震支座力学性能和地震响应的影响,结果表明地震作用下铅芯随着塑性变形的累积和地震能量的耗散温度不断变化,三组不同场地波作用下铅芯屈服应力随着地震动输入的增大均呈现下降趋势,对于中硬土和基岩场地,铅芯屈服应力的国内规范取值较实际计算值偏小,导致支座位移响应的高估和支座剪力响应的低估,不能有效预测地震作用下隔震支座及结构真实地震响应。     

橡胶再生粗骨料混凝土的性能试验研究

为研究橡胶再生粗骨料混凝土的力学性能和疲劳性能,该文采用不同配合比橡胶再生粗骨料混凝土,进行了力学性能和疲劳性能试验。结果表明：1）再生粗骨料混凝土的抗压强度比普通混凝土提高了9.8%,但抗折强度比普通混凝土低,其弹性模量略有下降。2）再生粗骨料混凝土的基本力学性能随废弃橡胶颗粒的掺入有较显著的下降,折压比随之增加,峰值挠度、峰值应变和极限应变在一定范围内随橡胶颗粒含量的增加而增加。3）当橡胶颗粒掺量为20%时,橡胶再生粗骨料混凝土的极限应变是无橡胶再生粗骨料混凝土的3.46倍,同时显著增强了混凝土的疲劳寿命。     

粘弹性耗能器的性能试验研究

本文根据土木工程的特点和要求,选用三种国产粘弹性材料制作相应的耗能器,分别进行了变频、变温、变应变、常温与低温疲劳及极限变形等大量试验,研究了这些材料的主要性能指标—剪切模量、耗能因子的变化规律,分析了频率、温度、应变和疲劳效应等因素对粘弹性材料性能参数的影响。在此基础上,提出了粘弹性耗能器设计和制作的一些要求以及国产粘弹性材料用于土木结构减振时进一步改性的目标     

桥梁新型减震橡胶支座减震耗能性能研究

本文简要介绍了作者最近研制的新型减震橡胶支座及其滞回阻尼性能。用作者发展的桥梁空间非线性地震反应分析程序（ＮＳＲＡＰ）对装有橡胶支座多跨连续梁桥进行了纵桥向非线性地震反应分析。研究结果表明，桥梁新型减震支座具有较好的减震耗能性能，且性能稳定，因而该支座是一种较理想的实用减震支座。     

考虑温度变化的钢管混凝土徐变试验研究及预测模型

为了定量得出实际温度变化对钢管混凝土徐变的影响规律,考虑ACI209徐变模型的计算形式,基于龄期调整的有效模量法,并通过Arrhe-nius理论引入温度参数,推导得出了考虑温度变化的钢管混凝土热徐变计算公式.并在室内进行了20℃恒定温度、季节变温下的钢管混凝土徐变试验.试验结果得出,相对于20℃恒温条件下的徐变,温度从20℃升高到40℃时,徐变应变增长幅度达57.8％;温度从40℃升温到60℃时,徐变应变增幅达34.1％.变温对钢管混凝土影响较大,处于实际变温环境下的钢管混凝土结构进行徐变设计时,应考虑变温对钢管混凝土徐变的影响.通过试验数据和理论计算值对比得出,理论计算值与试验结果吻合较好,验证了考虑温度影响的徐变预测模型的准确性,可为受实际温度影响的钢管混凝土徐变设计提供参考.     

再生混凝土材料阻尼性能研究

针对再生混凝土阻尼性能,通过三点弯曲梁大尺寸材料阻尼测试装置,试验研究再生粗骨料(Recycled Coarse Aggregate, RCA)的取代率、RCA粒径、改性掺合料、激振力频率及幅值等因素对再生混凝土弹性阶段损耗因子影响。结果表明,再生混凝土损耗因子分别随RCA取代率的增加及RCA平均粒径的减小而增加;随激振频率的增加及激振力幅值的减小而减小;与普通混凝土相比,再生混凝土的损耗因子增加3%~10%;复掺钢纤维+橡胶粉、粉煤灰+矿粉改性后的再生混凝土损耗因子较改性前分别增加45.8%及30.3%,阻尼增强效果显著。RCA与新硬化水泥砂浆间薄弱界面层的粘滞滑移变形、界面层应力集中所致微裂缝的产生与发展及内部裂隙间的摩擦作用增加了再生混凝土的阻尼耗能。因此,当再生混凝土用于大宗结构性材料时,综合考虑其强度及阻尼性能,RCA取代率不应超过50%,并可复掺粉煤灰+矿粉进行综合改性。     

考虑混凝土不同约束效应的型钢混凝土柱抗震性能模拟研究

对于型钢混凝土柱,考虑型钢和箍筋对混凝土的约束作用,将混凝土截面分成无约束混凝土部分、部分约束混凝土部分和强约束混凝土部分。基于附加约束应力作用效应的原理,构建了统一考虑混凝土约束效应影响的本构方程,建立了适用于型钢混凝土构件的数值分析模型。利用ABAQUS有限元软件,考虑混凝土不同约束效应及型钢与混凝土间的组合效应,对型钢混凝土柱进行数值模拟分析,通过模拟结果与试验结果对比,验证了该方法的合理性和正确性。最后采用该方法研究了轴压比、剪跨比和箍筋配置等参数对型钢混凝土柱的抗震性能的影响。     

考虑泄漏和温度效应的黏滞阻尼器性能演变研究

黏滞阻尼器作为一种广泛使用的被动减振/震装置,其力学性能在全寿命周期内会发生演变。为探究其力学参数改变模式,揭示其性能演变机理,以油液泄漏和温度效应为主要影响因素开展了试验及仿真研究。首先,对不同漏油程度和环境温度下的黏滞阻尼器分别开展了滞回试验研究和黏温关系分析;其次,对黏滞阻尼器进行了流体动力学仿真,获得其性能演变规律;最后,建立了漏油与温度联合作用下黏滞阻尼器性能演变的力学模型,并对其进行了验证。研究结果表明,油液泄漏将导致滞回圈出现零力平台段,且平台长度与漏油比例成正比;温度升高会导致阻尼系数的减小,从而影响阻尼力峰值;所建立的性能演变模型能够较为精确地反映黏滞阻尼器力学性能的改变。     

耗能伸臂桁架抗震性能的试验研究

该文以某8度区超高层框架-核心筒-伸臂桁架结构为工程背景,采用1：3比例缩尺,对三个不同构造形式的伸臂桁架抗震性能进行了拟静力试验研究。试验表明普通伸臂桁架由于腹杆整体屈曲,以及弦杆受弯屈服后翼缘局部失稳等原因,存在承载力退化速度快、延性差和耗能能力不足等缺点。将腹杆改为防屈曲支撑（BRB）可有效提高腹杆的耗能能力。采用截面削弱（RBS）构造形式可以有效提高弦杆的变形能力,防止受弯屈服截面翼缘发生局部失稳。而腹板焊接构造形式则在焊接处易发生低周疲劳破坏,不能充分发挥BRB的耗能作用。试验结果表明该研究提出的RBS与BRB相结合的伸臂桁架变形性能良好,滞回曲线饱满且承载力保持稳定,取得了良好的抗震设计效果。研究结果可以为伸臂桁架结构抗震设计提供参考。     

金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究

基于金属橡胶内部微元螺旋卷结构,并以弹簧理论建立其力学模型,分析了在螺旋卷之间不同接触("未接触、滑动、压缩")形式下的刚度公式并解释载荷作用下刚度曲线不同阶段的特性。基于金属橡胶的非线性对阻尼进行计算,通过试验研究金属橡胶构件的密度、厚度对静态刚度曲线不同阶段的影响,及在不同振幅、频率下比阻尼随密度和厚度的变化规律,为金属橡胶的设计及工程应用有重要的指导意义。     

活性炭碰撞阻尼性能试验研究

将活性炭颗粒作为减振剂,置入颗粒阻尼器与颗粒碰撞阻尼器中,通过试验研究这两类阻尼器对主振系统的减振性能,并将试验结果与多体碰撞阻尼器进行对比。结果表明,颗粒阻尼器的减振效果明显比多体碰撞阻尼器差;颗粒碰撞阻尼器虽然比多体碰撞阻尼器的减振效果稍差,但对抑制多体碰撞阻尼器的强非线性有着良好的效果,并且在一定的共振区域内,颗粒填充率对于颗粒碰撞阻尼器也存在一个最佳值。     

自复位变阻尼耗能支撑的力学原理与性能研究

为解决现有自复位支撑起滑力大的问题,提出了一种新型自复位变阻尼耗能支撑。支撑采用组合碟簧提供复位能力,通过构造设计实现磁流变液变阻尼耗能。对其变阻尼特性进行了分析,建立了描述其滞回特性的恢复力模型,提出了基于性能需求的支撑设计边界条件。对支撑整体和阻尼耗能装置磁场进行了模拟,结果表明,支撑具有饱满的类旗型滞回曲线,起滑力小、无残余变形、拉压对称,能够兼顾不同振动强度下的性能需求,有效控制结构振动响应。分析了支撑设计参数对滞回性能的影响,为提高复位与耗能能力,设计时组合碟簧预压力应略大于初始阻尼力,同时应增大组合碟簧刚度、提高最大阻尼力、减小变阻尼区间。与现有自复位支撑相比,起滑力大幅降低、起滑刚度比增加,在相同自复位装置设计下等效粘滞阻尼比与最大承载力也有较大提高。     

阻尼橡胶的改性研究

采用复合助剂Ａ作改性剂来改善阻尼橡胶的焦烧性能和溶解性能，研究结果表明，复合助剂Ａ的含量为０．６％时所改性的阻尼橡胶具有较好的焦烧性能，能溶解的时间提高了４倍，同时，其改性阻尼橡胶的吸声效果提高了５０５，改性阻尼橡胶的粘着强度有所下降，但能满足雷达的使用要求。     

钢筋混凝土框架-纤维增强混凝土耗能墙结构抗震性能试验研究

高性能纤维增强混凝土（HPFRC）具有受拉应变硬化和多裂缝开展性能,是一种理想的耗能材料。将HPFRC耗能墙装配于钢筋混凝土（RC）框架,形成RC框架-HPFRC耗能墙新型抗震结构。设计制作了2个1/2比例RC框架-HPFRC耗能墙结构模型,对其进行了拟静力试验,研究其破坏机理、变形和耗能性能等;分析了RC框架和HPFRC耗能墙在峰值荷载点的有效刚度。结果表明：RC框架-HPFRC耗能墙结构可实现“大震可修”的抗震设防目标;1个框架单元内装配2片与1片耗能墙相比,其水平承载力提高了38.3%,初始侧向刚度提高了1.78倍,但后期侧向刚度仅提高20%~30%,不同损伤状态的耗能能力提高了10%~175%,侧向变形能力基本相同;RC框架和HPFRC耗能墙在峰值荷载点的有效刚度系数分别为0.11和0.13。