建筑結(jié)構(gòu)阻尼研究課件

1、建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究一、建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究 二、舒適度與阻尼三、阻尼減振建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究采用的儀器及分析系統(tǒng)傳感器 Lance系列壓電式加速度傳感器，靈敏度為49V/g，量程為0.1g，頻率范圍為0.05-500 Hz，分辨率0.000002g。SVSA系統(tǒng)（同濟大學(xué)結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所） 由傳感器、多通道采集儀和基于VB開發(fā)平臺的采集分析軟件構(gòu)成。SVSA系統(tǒng)主要由信號采集和信號處理兩個模塊組成。建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究理論基礎(chǔ)采樣定理與采樣方式 奈奎斯特定理：一個在頻率 以上無頻率分量的有限帶寬信號，可以由不大于 上均勻時間間隔

2、上取值唯一地加以確定。 工程中一般取 的采樣頻率進行采樣。 為了保證功率譜識別結(jié)果的準(zhǔn)確性，希望達到16次以上平均，所以要保證足夠長的采樣時間。建筑結(jié)構(gòu)的阻尼研究 數(shù)據(jù)分析與處理 脈動試驗的基本假設(shè)是建筑物的脈動是一種各態(tài)歷的平穩(wěn)隨機過程。 半功率點法：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的阻尼概述對31幢鋼筋混凝土框架房屋進行動力特性現(xiàn)場實測，主要測試結(jié)構(gòu)各階頻率和對應(yīng)的阻尼比，并對被測房屋的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進行描述，記錄內(nèi)容將包括結(jié)構(gòu)層高、層數(shù)、建造年代、設(shè)計單位、用途、裂縫及其分布、沉降等信息。測量結(jié)構(gòu)橫向和縱向兩個方向的振動數(shù)據(jù)預(yù)處理（去初始項、去直流項、去趨勢項）結(jié)構(gòu)概況 瑞安樓是由同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院設(shè)計

3、，2000年7月竣工，建筑面積1.3萬平方米，分南北兩部分，北翼為教師，南翼為研究生院總部，層高3.5m，南北體段之間設(shè)8層高中庭，采用兩臺藍色科技型觀光電梯，在中庭東端上下。平面尺寸長40m，寬30m。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的阻尼縱向時域曲線橫向時域曲線縱向功率譜橫向功率譜編號名稱層數(shù)建設(shè)時間層高（m）總高度（m）方向一階阻尼二階阻尼三階阻尼長寬裂縫和沉降情況1同濟大學(xué)文遠樓31953/20193.510.5縱向3.68%2.23%100部分輕質(zhì)隔墻出現(xiàn)裂縫橫向6.02%202同濟大學(xué)瑞安樓82000.73.326.4縱向2.39%4.27%40有明顯的同向斜裂縫和頂部水平裂縫橫向2.94%1.

4、69%303同濟大學(xué)校史館32019.56.218.6縱向3.55%2.82%35橫向3.52%104同濟大學(xué)逸夫樓51993年11月3.517.5縱向3.52%60橫向2.43%555同濟大學(xué)經(jīng)緯樓42019.53.8+3.4*314縱向3.20%28橫向2.51%4.29%126同濟大學(xué)科技園880年代/2000432縱向3.93%3.08%46輕質(zhì)間隔墻存在水平裂縫橫向2.28%3.40%5.76%237建筑結(jié)構(gòu)實驗室595年左右4.422縱向2.43%5.59%6.20%35橫向4.29%6.98%358同濟大學(xué)能源樓560年代左右3.618縱向4.28%3.32%3.00%75輕質(zhì)間

5、隔墻存在裂縫橫向5.27%159同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院690年代左右3.319.8縱向5.30%30樓梯間頂層有少量裂縫橫向1.69%2710同濟大學(xué)西北食堂280年代左右48縱向4.52%45外墻轉(zhuǎn)角處有裂縫，并有露筋現(xiàn)象橫向4.40%25編號名稱層數(shù)建設(shè)時間層高（m）總高度（m）方向一階阻尼二階阻尼三階阻尼長寬裂縫和沉降情況11同濟大學(xué)學(xué)苑飲食廣場390年代左右4.513.5縱向1.83%60橫向2.13%3512同濟大學(xué)檔案館780年代/20193.826.6縱向2.73%50橫向1.88%5013上海環(huán)保有限公司690年代左右3.319.8縱向3.85%50橫向3.22%1814同濟大

6、學(xué)環(huán)境工程學(xué)院51987-19893.517.5縱向4.14%3.54%305層和6層連廊間出現(xiàn)裂縫橫向2.04%1615同濟大學(xué)西苑食堂62019年左右3.319.8縱向4.85%60兩端發(fā)現(xiàn)同向斜裂縫橫向3.67%1516同濟大學(xué)海洋樓690年代左右3.521縱向4.42%30部分梁上有豎向裂縫橫向4.85%2017同濟大學(xué)迎賓館81987/2019324縱向2.79%3.10%1.55%25橫向2.28%2.58%2518聯(lián)合廣場沿街商鋪32019年左右412縱向2.37%80橫向4.62%5.86%1819上海財大圖書館71988/2019.115.5+4*629.5縱向5.86%3.

7、35%2.13%60橫向4.32%3020上海理工光電學(xué)院480年代左右3.514縱向4.60%65橫向2.74%5.62%15編號名稱層數(shù)建設(shè)時間層高（m）總高度（m）方向一階阻尼二階阻尼三階阻尼長寬裂縫和沉降情況21嘉定校區(qū)教學(xué)C樓42019左右4.216.8縱向1.79%1.08%100橫向1.49%1.07%2522地面交通風(fēng)洞中心42019416縱向4.10%100橫向1.90%5523經(jīng)濟與管理學(xué)院52019左右315縱向1.36%2.37%70橫向1.53%5.38%1.08%3024瑞光電氣綜合樓3預(yù)計2009.64.212.6縱向1.90%2.72%62.6橫向3.29%2.

8、12%43.725上海交大東下院42019年左右3.815.2縱向4.99%3.85%40橫向3.39%2.18%1826交大機動學(xué)院A樓92019.43.531.5縱向1.15%1.22%140橫向1.59%1.29%1827上海交大圖書館42019.9416縱向3.82%100橫向5.35%4.79%4.96%10028上海交大軟件學(xué)院52019.9315縱向3.44%40橫向2.96%2529交大包玉剛圖書館51991.12 420縱向4.25%3.68%2.79%60橫向2.86%3.35%2530上海交大陳瑞球樓52019.16+4*422縱向3.19%5.38%25橫向2.86%1

9、031上海交大法學(xué)院52019.7315縱向3.27%75柱橫向裂縫、走廊斜向裂縫、門斜裂縫橫向2.78%6.62%18 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的阻尼研究建筑抗震設(shè)計規(guī)范（2019年版） 中5.1.5規(guī)定，除專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05。日本規(guī)定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼為0.03。西安地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)日本地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各類結(jié)構(gòu)自振頻率統(tǒng)計砌體、底框結(jié)構(gòu)框剪、 剪力墻結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)(填充墻多)框架結(jié)構(gòu)(填充墻少)超高層結(jié)構(gòu)幾幢高層建筑的自振特性上海金茂大廈：420.5m，0.167Hz，0.831%上海森茂大廈：203.35m，0.283Hz，2.37%上海建設(shè)大廈：173.1m，0.4

10、69Hz，3.22%上海凱旋門大廈：100m，0.557Hz，1.36%上海環(huán)球金融大廈：492m，0.157Hz，0.42%環(huán)球金融中心90層激振至5gal后自由衰減運動（無TMD，阻尼比0.459%)環(huán)球金融中心90層激振至5gal后自由衰減運動（有TMD，阻尼比3.865%)考慮舒適度時建議的阻尼比選擇多層建筑：0.030.05鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層：0.010.02鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)高層：0.0050.01超高層：0.0050.01鋼結(jié)構(gòu)高層：0.0050.01舒適度與阻尼振動與舒適感對于建筑物來說，舒適感主要是指人在絕大部分時間內(nèi)感受不到建筑物的振動。因此，滿足振動舒適度要求的振動加速度

11、水平往往和振感閾值有關(guān)，振感閾值給出了大多數(shù)建筑物發(fā)生不可接受的振動加速度水平的下限，對于可接受振動加速度水平的上限則在1倍到幾倍振感閾值范圍內(nèi)變化，一個合理的上限取值依賴于振動的特性、持續(xù)時間、人在建筑物中所從事的活動和其它視覺、聽覺誘導(dǎo)因素。加速度/(cm/s2)直覺反應(yīng)程度擾人不安感覺程度單足站立難易程度15100%人明確感覺50%人感到非常擾人單足難以站立14131211109875%人有不安感單足可以設(shè)法站立7有些搖晃，但可站立650%人明確感覺574%人稍有擾人感4100%人有模糊感覺全部能正行站立ISO6897平均知覺域320%人無感覺250%人完全無擾人感覺1ISO6897最小

12、知覺域人對加速度的感覺 隨著城市化的加速，我國各大城市規(guī)劃并建設(shè)了高密度住宅、工業(yè)、商業(yè)區(qū)域。不可避免的會在鐵路周邊、道路、高架等有振動影響的區(qū)域也出現(xiàn)了高層建筑。 由于現(xiàn)代建材及施工技術(shù)的發(fā)展，越來越多的輕質(zhì)高強的材料被使用。使建筑物具有阻尼和固有頻率都較低，所以更容易受到地面振動的影響。我國城市軌道交通發(fā)展十分迅猛: 已有10個城市的軌道交通處于運營或試運營狀態(tài)。在建線路長度超過了390公里。地鐵交通系統(tǒng)的發(fā)展也不可避免地對周圍環(huán)境產(chǎn)生負面的影響，它引起的環(huán)境振動已成為公眾反應(yīng)十分強烈的環(huán)境污染源和社會公害，對居民的工作、生活乃至安全都產(chǎn)生了很大的影響。振動傳播路徑隧道結(jié)構(gòu)輪軌振動周圍土壤

13、降低振源激振強度軌道彈性扣件&軌道減振器&整體道床建筑物基礎(chǔ)阻斷傳播途徑開挖邊溝&設(shè)置波阻塊&增強土的剛度建筑物自身減振建筑物基礎(chǔ)&建筑內(nèi)浮筑樓板&基底減振支座3. 振動實測-隧道內(nèi)測點布置隧道內(nèi)3. 振動實測結(jié)果分析-隧道內(nèi)1. 列車通過時，軌道處振動峰值加速度非常大，最大超過12000gal，約為12g；加速度有效值也在2000gal左右，約為2g；2. 列車運行軌道處：豎向振動橫向振動縱向振動，其中，豎向振動約是橫向振動的2倍，縱向振動略小于橫向振動；3. 隧道半高處：橫向振動豎向振動縱向振動，其中，橫向振動是豎向振動的2倍多，豎向振動約是縱向振動的1.5倍；4. 豎向振動由軌道傳到隧道

14、壁上，衰減較大，峰值衰減到85gal左右，有效值約為10gal。橫向振動相對衰減較小，峰值為220gal左右，有效值約為25gal?？v向振動峰值在60gal左右，有效值約為7gal；5. 列車開過時，軌道處振動頻段較寬，豎向振動主要能量分布在150-300Hz，峰值出現(xiàn)在230Hz附近。在50Hz附近，功率譜亦有一個峰值。其他頻段也有一定的能量分布；6. 隧道壁上的豎向振動，能量主要分布在20-70Hz，峰值出現(xiàn)在45Hz附近。隧道壁上的橫向振動，能量主要分布在20-100Hz，峰值亦出現(xiàn)在45Hz附近。縱向振動能量較小，分布頻段較寬，峰值出現(xiàn)在430Hz附近。建筑內(nèi)舒適度與阻尼風(fēng)荷載對建筑結(jié)

15、構(gòu)振動的影響1）.對航空管制塔中35 名男管制員的調(diào)查顯示，最大加速度達到 2cm/s 2時，人員開始有感覺，超過3cm/s 2時有明顯的振動感覺，超過5cm/s 2時有較強的振動感覺。2）.一棟高度115m的辦公樓遭受臺風(fēng)時，調(diào)查到的其中37 名（男28 人，女9 人）居住者的反應(yīng)是：（1）所有人感覺到搖晃，對搖晃的反應(yīng)，女性比男性敏感。 （2） 最大加速度1cm/s 2時開始有感覺，超過2cm/s 2時有較強的振動感覺。（3）調(diào)查期間的最大加速度約為10cm/s 2 ，對這一程度的振動，不管男女，20 3 0 % 的人感到不安，50% 的男性感到不快。舒適度與阻尼風(fēng)荷載對建筑結(jié)構(gòu)振動的影響

16、3）.5 棟高層建筑中的1431 人經(jīng)歷臺風(fēng)的感覺是（根據(jù)分析估計此次建筑最大加速度是3040cm/s 2 ）：上層的人有頭痛、暈船、不安的感覺。對本次臺風(fēng)導(dǎo)致的建筑振動，大約半數(shù)的人認為如果1年僅發(fā)生1 次還可以忍受，約1/3的人說再也不想遇到這種情況。人的活動對建筑結(jié)構(gòu)振動的主動影響 在這些日?；顒又校行┬袨橛捎诖嬖跊_擊性而會引起結(jié)構(gòu)的振動，如行走、跳躍等行為；而有些行為由于人體特殊的肌肉、內(nèi)臟等彈性特點而會對結(jié)構(gòu)施加阻尼作用，從而緩解己經(jīng)存在的振動。這兩種行為在建筑結(jié)構(gòu)中同時存在，從而使得人致結(jié)構(gòu)振動問題變得非常復(fù)雜。 在辦公室、候車大廳、人行天橋等一類僅限人類活動的結(jié)構(gòu)中，由于目前結(jié)

17、構(gòu)的可實現(xiàn)跨度越來越大，材料越來越輕，結(jié)構(gòu)基頻越來越低，使得人行產(chǎn)生的振動往往引起結(jié)構(gòu)中人的不舒適。人的主動行為會引起建筑物的振動，這主要是由于人在行走過程中的提足和落足行為會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊作用。 對豎向振動舒適度評價，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐漸傾向于以峰值加速度為控制指標(biāo)，如美國的Floor Vibrations Due to Human Activities(A ISC - 11)和Minimizing Floor Vibration(ATC Design Guide 1)等。對樓面結(jié)構(gòu)豎向振動舒適度要求進行評價，根據(jù)ATC要求，行走時舒適度豎向加速度推薦限值見表1，節(jié)律運動時豎向加速度推薦限值見

18、表2。人所處環(huán)境阻尼比峰值加速度限值（10-2g）辦公室、教堂、住宅0.020.050.5商場0.021.5室內(nèi)天橋0.011.5室外天橋0.015.0活動類型峰值加速度限值（10-2g）起居、辦公0.40.7宴會、舉重1.52.5僅節(jié)律運動47表1 ATC推薦的行走引起的振動加速度限值表2 ATC推薦的節(jié)律運動引起的振動加速度限值奧林匹克國家會議中心大宴會廳L4桁架跨度大，人正常行走、跳躍時容易產(chǎn)生共振。盡管結(jié)構(gòu)的強度滿足要求， 不會發(fā)生強度引起的破壞，但是因為結(jié)構(gòu)共振引起的加速度的振幅過大，超過人體舒適度耐受極限，極易在人的心理上造成恐慌。經(jīng)動力特性分析，確定采用TMD粘滯流體阻尼器（如左

19、圖）的減振方案，減振效果非常明顯，滿足了舒適度要求。解決舒適度的方法阻尼減振TMD示意圖阻尼減振結(jié)構(gòu)減振控制技術(shù)的分類結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)結(jié)構(gòu)被動調(diào)頻減振技術(shù)結(jié)構(gòu)主動調(diào)頻減振技術(shù)消能減振裝置（阻尼裝置）的分類按建筑消能阻尼器分類粘滯阻尼器30年，舒適度、減震金屬屈服型阻尼器50年，減震屈曲約束耗能支撐50年，減震粘彈性阻尼器50年，舒適度、減震，環(huán)境溫度對性能影響大。阻尼裝置的消能形式材料粘彈性消能阻尼器根據(jù)流體運動產(chǎn)生阻尼，當(dāng)流體通過節(jié)流孔時會產(chǎn)生粘滯阻力，是一種無剛度、速度相關(guān)型阻尼器。依靠變形時阻尼裝置內(nèi)部粘彈性材料的流動消能（見下圖）。某橋梁用粘彈性材料阻尼器阻尼裝置的消能形式材料塑性變形

20、消能裝置:軟鋼阻尼器利用鋼材塑性變形吸收地震能量；性能穩(wěn)定相關(guān)性較小，是一種較新型的阻尼器。 阻尼裝置的消能形式材料塑性變形消能裝置依靠變形時阻尼裝置產(chǎn)生的塑性變形消能，常見鋼質(zhì)或鉛質(zhì)的各種阻尼器（見下圖）。軟鋼支撐阻尼器鉛棒阻尼器可拆卸軟鋼板屈曲約束耗能支撐阻尼裝置的構(gòu)件形式支撐阻尼裝置阻尼支撐可以代替一般的結(jié)構(gòu)支撐，在抗震和抗風(fēng)中發(fā)揮消能支撐的水平剛度和消能減振作用。具體形式包括方框支撐、圓框支撐、交叉支撐、斜桿支撐、K形支撐和雙K形支撐等（見下圖）。阻尼裝置的構(gòu)件形式剪力墻阻尼裝置 消能剪力墻可以代替一般結(jié)構(gòu)的剪力墻，在抗風(fēng)和抗風(fēng)中發(fā)揮消能剪力墻的水平剛度和消能減振作用。 具體形式包括豎

21、縫剪力墻、橫縫剪力墻、斜縫剪力墻、周邊縫剪力墻、整體剪力墻和分離式剪力墻等（見下圖）。阻尼裝置的構(gòu)件形式連接阻尼裝置在結(jié)構(gòu)的縫隙處或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接處設(shè)置阻尼裝置，當(dāng)結(jié)構(gòu)在縫隙或連接處產(chǎn)生相對變形時，阻尼裝置即可發(fā)揮消能減振作用（見下圖）。阻尼裝置的構(gòu)件形式節(jié)點阻尼裝置在結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點或梁節(jié)點處安裝消能裝置，當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向位移、在節(jié)點處發(fā)生角度變化或者轉(zhuǎn)動式錯動時，消能裝置就可以發(fā)揮消能減振作用。（見下圖）阻尼裝置的構(gòu)件形式阻尼支承或懸吊構(gòu)件對于某些線結(jié)構(gòu)（如管道、線路，橋梁的懸索、斜拉索的連接處等），設(shè)置各種支承或者懸吊阻尼裝置，當(dāng)線結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，支承或者懸吊構(gòu)件即發(fā)生消能減振作用（見右

22、圖）。阻尼裝置的消能形式摩擦阻尼裝置 依靠變形時阻尼裝置產(chǎn)生的摩擦消能，常見摩擦消能支撐，摩擦節(jié)點（見下圖）。阻尼減振技術(shù)在工程中的應(yīng)用消能減振技術(shù)的工程實踐消能減振技術(shù)適用范圍廣，技術(shù)容易實現(xiàn)，并且效果可以保證，在許多高層、超高層結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)中都有應(yīng)用。同濟大學(xué)綜合樓同濟大學(xué)土木樓屈曲約束耗能支撐工程應(yīng)用阻尼減振研究進展顆粒阻尼顆粒阻尼器 一種利用在振動體中有限封閉空間內(nèi)填充的微小顆粒之間的摩擦和沖擊作用消耗系統(tǒng)振動能量的減振技術(shù)。優(yōu)點：1. 顆粒阻尼幾乎不受溫度限制，在金屬熔點以下均可正常使用，也沒有諸如材性退化與疲勞效應(yīng)等問題；2. 顆粒阻尼減振頻帶寬，在0-6000H

23、z均有一定減震效果，可以有效地抑制共振峰值，降低系統(tǒng)的共振頻率；3. 布置靈活，可以附加于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外部，也可以內(nèi)嵌于結(jié)構(gòu)中，且在任意夾層、內(nèi)部空洞均可放置，不影響結(jié)構(gòu)使用，也不會增加較大重量；4. 所用顆粒取材廉價方便，一些普通建筑材料，如鋼球、沙子、石子等均可使用。顆粒阻尼器的理論分析 目前較通用的理論分析方法為考慮Hertz接觸的離散單元法：它是將眾多離散體劃分成離散單元的集合，對每一個離散單元利用牛頓第二定律建立運動方程，再運用差分法求解每一個單元的運動方程，進而求得離散單元的整體運動形態(tài)。不同表面特性的顆粒對阻尼效果的影響 耗能系數(shù) ，該系數(shù)越大說明顆粒在碰撞中耗能越顯著，越適宜于用

24、到顆粒阻尼器中。 不同表面特性的顆粒對阻尼效果的影響 下表列出一些材料的力學(xué)性能，并計算出了它們各自的耗能系數(shù)，與理論分析的損失因子比較接近，說明耗能系數(shù)確實可以代表所用材料的優(yōu)劣程度。材料名稱 彈性模量E（GPa）屈服強度（MPa）密度（kg/m3）動摩擦系數(shù)s泊松比u耗能系數(shù)能量損失因子銅12010085000.20.3434.7490.147混凝土(普通)172524000.60.213.1340.137鋼(結(jié)構(gòu)鋼) 21021078000.10.2710.0380.138鑄鐵16025072000.150.35.53790.129巖石（大理石）7010027000.50.254.749

25、0.132木材（松木）14406000.40.251.3180.102鋁合金7530027000.320.330.7450.087橡膠0.006710000.450.450.0560.004顆粒阻尼器的實驗驗證 為了驗證理論分析，我們制作了一個簡單的實驗，使用不銹鋼和鐵塊制作的單自由度結(jié)構(gòu)，分別在不加顆粒阻尼和增加不同顆粒的阻尼時讓其自由振動，通過數(shù)據(jù)曲線比較它們的阻尼大小。 結(jié)構(gòu)的自振頻率為1.66Hz。顆粒阻尼器的實驗驗證不加顆粒時，結(jié)構(gòu)振動的阻尼比為0.4547%顆粒阻尼器的實驗驗證在容器中加入9個氧化鋁球后，結(jié)構(gòu)振動的阻尼比為0.9478%顆粒阻尼器的實驗驗證在容器中加入9個鋼球后，結(jié)

26、構(gòu)振動的阻尼比為1.4073%顆粒阻尼器的實驗驗證最后我們通過實驗驗證了，在結(jié)構(gòu)上局部掏空或附加一個空腔，裝入適當(dāng)?shù)念w粒形成顆粒阻尼器后，可以幫助結(jié)構(gòu)在振動中消能，具有良好的減振效果。顆粒阻尼器的影響因素1）顆粒填充率和質(zhì)量比 增加顆粒質(zhì)量比能夠減小主體系統(tǒng)的響應(yīng)，但是相應(yīng)的折減幅度并不隨著質(zhì)量比線性增加，而是當(dāng)質(zhì)量比達到某個值后不再增加。顆粒阻尼器的最佳填充率在30%-35%之間。2）外界激勵頻率和強度 外界激勵頻率接近于和大于主體結(jié)構(gòu)的自振頻率時，顆粒阻尼器能夠在較寬的頻段上抑制主體結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，但是當(dāng)外界激勵頻率遠小于主體結(jié)構(gòu)的自振頻率時，阻尼器反而會產(chǎn)生一定的響應(yīng)放大作用。隨著激勵強

27、度增加，阻尼器的效率增加，但是當(dāng)激勵大到一定程度后，系統(tǒng)振幅不再受激勵強度的影響了。3）恢復(fù)系數(shù)、摩擦系數(shù) 在實際設(shè)計中，應(yīng)采用具有較高恢復(fù)系數(shù)的顆粒，以增加系統(tǒng)的抗震性能?；瑒幽Σ料禂?shù)小的阻尼器減震效果會更好。顆粒阻尼器的影響因素4）容器形狀、阻尼器位置 圓柱體阻尼器的效果比長方形的要好。阻尼器的效果隨著其位置相 對于地面的高度變高而變好。5）顆粒表面特性 隨著彈性模量的增加減震效果是趨于上升的 。 隨著屈服強度的增加，減震效果下降。塑性變形具有很強的耗能能力，而屈服點反映了材料抵抗塑性變形的能力，只要屈服點越小，則材料越容易發(fā)生塑性變形，從而儲存在變形中的振動能量消耗越多，耗能因子越大。

28、密度對能量損耗的作用隨著密度的增加而增加。 阻尼減振研究進展單擺式TMD 單擺式TMD由單擺和阻尼器組成。工作原理為：將單擺的自振頻率調(diào)整接近于主結(jié)構(gòu)的控制頻率，當(dāng)外力（風(fēng)力、地震力）作用于主結(jié)構(gòu)上使之產(chǎn)生振動時，單擺產(chǎn)生與主結(jié)構(gòu)始終反向的擺動，產(chǎn)生反向作用力作用于主結(jié)構(gòu)上從而控制結(jié)構(gòu)的震動，作用在主結(jié)構(gòu)上的能量通過單擺式TMD消散。單擺式TMD的優(yōu)缺點 與傳統(tǒng)的TMD相比，單擺式TMD目前的研究和應(yīng)用都還比較少，因此發(fā)展的空間也比較大。與傳統(tǒng)的TMD相比，單擺式TMD有以下的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：1、形式簡單，便于設(shè)計；2、自振周期可通過調(diào)整擺長控制，便于根據(jù)主結(jié)構(gòu)自振周期進行調(diào)整；3、一個阻尼器

29、就可實現(xiàn)多自由度的震動控制。 缺點：1、對于高層自振周期較大的，單擺需要的擺長較長，浪費空間；2、阻尼的施加還需要進一步的研究和優(yōu)化。實驗名稱：單擺式TMD的減振性能研究實驗?zāi)康模和ㄟ^給結(jié)構(gòu)安裝單擺式TMD達到減振消能的效果。給結(jié)構(gòu)一個初位移，結(jié)構(gòu)自振，測出結(jié)構(gòu)的自振頻率。然后安裝單擺式TMD，再給結(jié)構(gòu)一個相同的初位移，驗證計算所得的最佳阻尼器最佳參數(shù)對結(jié)構(gòu)的減振效果。實驗裝置：結(jié)構(gòu)的主體部分為兩張不銹鋼板作支柱，不銹鋼板的厚度為2mm，尺寸為700mm100mm，上端延長35mm和鐵塊連接。結(jié)構(gòu)上端連接一個長方體的鐵塊，長寬高為200mm100mm35mm，質(zhì)量為5.46kg。結(jié)構(gòu)下端用角鋼連接到兩塊長條鋼板上。結(jié)構(gòu)下懸掛一單擺，擺長8cm，單擺質(zhì)量塊質(zhì)量0.16