长周期抗震设计反应谱衰减指数与阻尼修正系数研究

对基于地震惯性力的绝对加速度谱和基于滞回恢复力的拟加速度谱进行差异解析,分析了长周期地震动拟加速度谱的衰减指数及其阻尼修正系数谱的变化规律。筛选长周期分量丰富的破坏性浅源强震数字化记录,通过弹性反应谱分析研究拟加速度动力放大系数谱的特征周期、两个下降段的衰减指数以及阻尼修正系数。分析结果表明：基于结构承载力的抗震设计谱应以基于滞回恢复力的拟加速度谱进行标定,以基于惯性力的绝对加速度谱标定对大阻尼比长周期结构的抗震设计偏于保守。拟加速度谱与绝对加速度谱在长周期段的衰减规律不同,大阻尼比长周期段拟加速度谱衰减速度较快。阻尼比0.05的标准抗震设计谱在第一和第二下降段采用形式简单的1/T和1/T²的规律衰减是合理可行的,无需通过修正衰减指数获得基于拟加速度的大阻尼比抗震设计谱。长周期地震反应谱的动力放大系数有显著的场地效应,以Ⅱ类场地为参考,Ⅰ~Ⅳ类场地效应系数分别取0.9、1.0、1.1和1.2较合适。地震动长周期分量对结构阻尼修正系数有很大的影响,基于拟加速度谱与绝对加速度谱的阻尼修正系数在长周期段有显著的差异。结构算例验证了长周期结构建议设计谱的衰减指数与阻尼修正系数取值的合理性。     

黏滞阻尼对隔震结构减震效果的影响规律

为分析隔震层阻尼对隔震结构减震效果的影响规律,以简谐激励下的结构响应为理论基础,通过绘制单自由度结构在ATC-63推荐的地震波作用下的标准加速度反应谱和傅里叶谱,深入分析阻尼变化的情况下减震效果的影响因素。在对单自由度结构分析的基础上,利用有限元软件设计了采用黏滞阻尼隔震支座的多自由度结构,考察在隔震结构在不同的地震波作用下隔震层阻尼比变化对减震效果的影响。研究表明,阻尼对多自由度隔震结构的影响规律与单自由度是一致的,都与隔震周期和地震波的频谱特性有关;地震波傅里叶谱中出现峰值处近似于一个简谐激励,由于共振效应,对于隔震周期在激励周期附近的结构,增大阻尼比会减小加速度响应,当隔震周期大于激励周期的2~(1/2)倍以上时,由于放大效应,增加隔震层的阻尼将会导致其绝对加速度响应的增大,没有减震效果。     

基于阻尼增强的梯度结构混凝土的阻尼特性和界面性能

基于梯度功能设计理念,制备了阻尼增强的梯度结构混凝土(GSCDE),同时采用自由振动法、抗压强度试验、显微硬度计、环境扫描电镜等方法和仪器来分别测试GSCDE的阻尼特性、抗压强度、界面显微硬度、界面微观结构.结果表明:随着阻尼层厚度比例的增加,GSCDE阻尼比随之递增,抗压强度则随之递减,立方体试件破坏时外观的损伤程度得到改善;GSCDE阻尼比可达3.96%以上,抗压强度可达55.0 MPa以上;与单层高性能混凝土(HPC)或单层高阻尼混凝土(HDC)相比,GSCDE能兼顾阻尼特性和强度,解决了高阻尼混凝土的组合减振结构一体化问题;在GSCDE阻尼层和结构层之间的界面结合区中,显微硬度从阻尼层到结构层均匀递增,2种混凝土相互渗透形成致密、均匀、稳定的整体;GSCDE中界面结合区的结合情况良好,有利于提高GSCDE的力学性能和阻尼特性.     

振动沉管碎石桩施工的振动影响

通过现场测试研究了振动沉管碎石桩施工过程中对软土地基的震动影响,给出了沉管沉入和拔出时的振动加速度时程曲线,并对振动加速度沿径向距离的衰减特征进行了分析。振动测试表明:竖向振动加速度的最大值可达14.2m/s2,水平振动加速度要比竖向振动加速度小得多,其最大值为0.5m/s2,且水平振动加速度要比竖向加速度衰减慢。     

高层建筑结构的风振阻尼控制分析与设计方法

本文首先分析了阻尼比对结构风振反应的控制效果,重点讨论了阻尼比对风振脉动增大系数的减小效果和具体计算方法,给出了便于工程实际应用的阻尼比为10%～30%的风振脉动增大系数随基本风压和结构基本周期变化的计算图表。结果表明,结构阻尼比增大,风振脉动增大系数明显减小。其次,分析了结构耗能减振系统的附加阻尼特性,给出了调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)和速度线性相关型耗能器附加给结构阻尼比的实用计算公式。最后给出了100层钢结构分别设置TMD和线性粘滞阻尼器的风振控制分析和设计实例。实例结果表明,两种被动阻尼控制系统对结构最大位移和最大加速度控制效果相同,可以达到40%～55%,同时说明了本文提出的方法可以方便地用于大型结构的风振阻尼控制分析和设计。     

超高性能混凝土阻尼性能研究

采用悬挂法自由振动衰减法测试了超高性能混凝土(UHPC)的阻尼性能,研究了粗集料最大粒径、纤维种类及掺量和硅灰掺量对UHPC阻尼性能的影响.结果表明:骨料的最大粒径越大,阻尼比越小,在相同掺量下,掺入粒径为15 mm玄武岩的UHPC阻尼比最小,较掺粒径为5 mm的减小了3.17％;钢纤维对UHPC阻尼影响显著,随其掺量...     

足尺钢框架结构附加耗能减震阻尼装置的试验研究

在足尺五层钢框架结构每层的斜向支撑上附加一种粘弹性耗能减震阻尼装置，采用自由振动和基底正弦稳态激振试验的方法，研究了结构动力特性和动力反应的变化。试验表明，在２５℃环境温度下与没有附加阻尼装置的框架相比，结构的阻尼比可由原来的１．３０％增加到１０．６％，结构加速度反应可以减少７０％以上。足尺试验的结果还与该结构２／５模型的振动台试验结果进行了比较。     

再生混凝土悬臂梁阻尼性能与损伤关系的试验研究

再生混凝土结构构件非弹性阶段阻尼性能与其损伤程度密切相关。以再生粗骨料取代率 及其粒级为主要参数,采用悬臂梁低周反复加载和自由衰减振动的交叉试验,研究再生混凝土 悬臂梁在不同损伤阶段的阻尼性能,建立悬臂梁阻尼比与损伤指数的定量关系,探讨悬臂梁裂 缝发展对其阻尼和损伤演变的影响。研究结果表明：再生混凝土悬臂梁阻尼比随损伤指数先增 大后减小,峰值阻尼比是初试弹性阶段阻尼比的2~3倍;损伤指数相同时,再生混凝土悬臂梁阻 尼比随再生粗骨料取代率的增加而增大,随再生粗骨料粒径的减小而增大;再生粗骨料的基本 性质、取代率及其粒级对再生混凝土结构构件的阻尼比和损伤指数影响显著;再生混凝土悬臂 梁阻尼性能和损伤指数的演变与悬臂梁裂缝数量、开展高度及宽度的发展密切相关。     

超高韧性水泥基复合材料构件阻尼性能研究

材料的阻尼是衡量材料本身耗能性能的主要指标。在超高韧性水泥基复合材料(UHT-ECC)中掺加一定量的聚合物能够提高UHT-ECC的阻尼。采用自由振动法测试得到了增强阻尼ECC悬臂梁在不同初始顶点位移下的自由衰减曲线,应用信号处理技术得到了构件阻尼比随振幅和聚合物掺量变化的规律。研究了聚灰比、单一乳液及乳液共混对增强UHT-ECC力学性能和悬臂梁阻尼性能的影响。在此基础上,提出了增强阻尼UHT-ECC悬臂梁构件阻尼比的计算理论与方法。试验结果表明:当聚合物采用乳液共混及单一乳液时,最优聚灰比宜分别控制在6%~8%及4%~6%之间,UHT-ECC能够在强度降低不大的情况下,较高地提高其阻尼性能。     

纤维筋混凝土的阻尼特性影响因素分析

为保证建筑结构在震动中的安定性,对影响混凝土阻尼性能的因素进行了分析,考察了纤维筋混凝土纵向配筋率、筋材类型、箍筋间距和构件尺寸等因素对混凝土阻尼性能的影响。通过悬臂梁自由振动装置和三点弯曲梁式大尺寸材料阻尼测试装置对纤维筋混凝土阻尼比和损耗因子的测定,结果表明,阻尼比和损耗因子都可以表征混凝土构件的阻尼性能,纵向配筋率在0.9%以上时对混凝土阻尼性能影响不大,混凝土阻尼性能的提高随着箍筋间距的缩小和筋材表面粗糙度的增大以及加载频率的降低而增大,而构件尺寸则对混凝土阻尼性能影响不大。     

聚合物水泥砂浆强度和阻尼性能试验研究

利用聚合物的高阻尼性能,在普通水泥砂浆中分别加入不同比例的羧基丁苯乳液和聚醋酸乙烯乳液,每组制作了6个 T 型试件测定各种聚灰比下的阻尼值,并同批制作棱柱体试件,用以测试两种不同的聚合物乳液的掺入对水泥砂浆强度性能的影响。试验结果表明:在相同水灰比的条件下,随着聚灰比的增加,羧基丁苯乳液对于水泥砂浆阻尼性能的提高要比聚醋酸乙烯乳液有效,而抗折强度和抗压强度呈下降的趋势,前者在保持水泥砂浆强度方面也比后者表现要好。     

环境激励下房屋建筑的阻尼比识别

阻尼比的准确取值一直是结构动力分析的难点,由于阻尼机理非常复杂,对阻尼比的取值一般通过实测得到。传统的模态参数识别方法需要同时利用激励和响应信号,但对实际建筑结构,激励施加存在困难。探讨了基于环境激励下的模态识别方法,利用环境激励(如施工机械振动、风、车辆、行人、地脉动等)下的结构振动响应数据,采用随机子空间(Stochastic Subspace Identification)法,有效地识别实际建筑结构的模态参数的方法。工程实例的模态参数识别结果表明,该方法不仅能准确识别出结构的模态频率,还能相对准确地得到结构的模态阻尼比。     

基于链杆与调频质量阻尼器组合的人行桥减振技术

本文针对大跨度人行桥行人行走舒适性问题,以绵阳市三江大桥为例,提出了基于连杆与调频质量阻尼器组合的人行桥减振技术。为验证减振效果,实桥测试了该桥的动力特性和人群行走下的动力响应,结果表明理论计算与实际吻合较好,人群行走时最大水平加速度只有0.08m/s~2。实测表明基于链杆与调频质量阻尼器组合的减振技术是可行的,该组合减振技术既不影响结构的美观和整体受力情况,避免了大量采用TMD减振系统而提高造价,又能够达到满足人行舒适性的目的。     

砂卵石土在动荷载作用下的阻尼比研究

通过对砂卵石土的室内动三轴试验,对饱和砂卵石土的阻尼比动力参数进行深入的研究。主要分析不同围压、不同固结比和不同振动频率对砂卵石土阻尼比影响的变化规律。试验结果表明,动应变对阻尼比有显著影响,阻尼比随着动应变的增大而增大,但随着围压或固结比的增加而减小,同时,阻尼比具有随振动频率的增大而减小的变化规律。     

塔架TMD强台风保护系统设计及减振效果分析

本文针对强台风登陆频繁区域的某塔架结构,根据保护要求利用其消防水箱设计了TMD强台风保护系统,给出了设计参数,并在不同风速下,计算分析了TMD台风保护系统的减振效果,计算分析结果表明,TMD对加速度响应的控制效果约30%～50%,对位移响应的控制效果为16%-35%,减振效果理想,对塔架在台风作用下可起到较好的保护效果。     

斜拉桥地震响应分析中阻尼矩阵精确估计研究

斜拉桥阻尼组成复杂,阻尼矩阵的精确确定比较困难,在假定斜拉桥子结构(梁、塔、索、支座等)的阻尼系数不随频率和振幅变化的情况下,利用状态空间方法计算了斜拉桥有阻尼频率和模态,提出一种根据已知少数振型阻尼比通过反复迭代求得阻尼系数及阻尼矩阵估计值的方法。利用斜拉桥非正交阻尼计算理论,结合参数敏感性分析和最小二乘法优化算法,可以精确计算斜拉桥各子结构的阻尼系数,得到斜拉桥阻尼矩阵的精确估计,为建立斜拉桥精确的有限元模型提供基础。     

加荷频率对土体动力特性影响的试验分析

通过在不同的振动频率情况下,试验场地土的应力-应变曲线、动模量曲线和阻尼比曲线与振动频率的关系,讨论了振动频率对粘性土的动力特性的影响。结果表明:在这4种频率作用下,粘性土的动本构关系均服从双曲线模型;振动频率在应变较小时对土的动模量影响较小、在应变较大时影响较大;振动频率对于粘性土的阻尼比则具有较大的影响。     

环境风激励下的深圳平安金融中心模态参数识别

对高度600 m的超高层建筑——深圳平安金融中心在外界环境风激励下的风振响应进行了现场实测。通过安装在塔楼118层的2组加速度传感器测得结构的风致加速度响应,采用经验模态分解法（EMD）与随机减量技术（RDT）相结合的方法计算了结构的自振频率和阻尼比。建立了深圳平安金融中心三维有限元模型,通过有限元分析得出结构的自振频率,并与实测结果进行对比。结果表明:由EMD和RDT相结合的方法计算得出结构1阶横弯自振频率约为0.12 Hz,阻尼比为0.3%~0.6%;结构1阶扭转自振频率约为0.28 Hz,阻尼比为0.8%~1.0%;深圳平安金融中心实测结构自振频率和阻尼比与其他结构高度相似的超高层建筑实测结果相近,且实测结果和有限元分析结果吻合较好,验证了EMD和RDT结合方法分析超高层建筑模态参数的有效性;测试结果可以为超高层建筑设计和相关研究提供依据。     

聚合物水泥砂浆阻尼性能试验研究

利用动态热机械分析仪(DMA 242C)对江都利达化工生产的水泥改性专用羧基丁苯乳液和上海高桥巴斯夫分散体有限公司生产的 STYROFAN SD 623S 乳液聚合物在增强水泥砂浆阻尼性能的试验研究。研究结果表明:两者均能增强砂浆的阻尼性能,前者对阻尼性能的影响较后者高30%,但材料储存模量只有后者的1/3左右。     

阻尼夹层板的振动特性分析

为考察阻尼夹层板能否有效而经济地减小厂房的振动,本文从理论上建立了阻尼夹层板的振动方程,并由此分析结构参数变化对板减振效果的影响.本文结论对实际工业厂房减振设计具有一定的参考价值.