加填料可以大大增加其阻尼!但单纯的黏弹性阻尼材料的效果没有达到人们的要求,因此科学家又在黏弹性阻尼材料的基础上研发出了黏弹性阻尼器!黏弹性阻尼器是有刚度的黏滞阻尼装置,其荷载一变形滞回曲线的类型有3种:线性、变形软化型、变形硬化型。其力学模型有应用分数微分本构关系的模型和将弹簧和阻尼器组合的模型,其阻尼力与速度和位移相关!阻尼器的形状有平面型、筒型。黏弹性阻尼器是由黏弹性阻尼材料与约束钢板交替叠合黏结而成的,除了黏弹性阻尼材料外还有约束钢板和黏结剂层,后两种材料几乎是不能耗能的,所以黏弹性阻尼器的损耗因子比黏弹性材料的小一些!
由于粘弹性材料对输入频率、振幅和温度的依赖性,粘弹性阻尼器的有效性随载荷和环境条件的变化而变化。在粘弹性阻尼器结构的抗震设计中,由于数学建模和非线性分析的复杂性,一般忽略了这一点。基于实验数据,建立了粘弹性阻尼器力学性能的克立格模型,并将其应用于某粘弹性阻尼器改造结构的脆性分析。在不确定性条件下,包括随机和非正式不确定性条件下,对阻尼器的有效性进行了模糊分析.结果表明,所提出的分析方法能够充分模拟参数不确定的粘弹性阻尼器的抗震性能,即使在比较不利的力学性能组合下,安装粘弹性阻尼器后达到所有极限状态的概率也大大降低!
环保粘弹性阻尼器
粘弹性阻尼器的解析模型假定,在半周期初期受到损伤时,剪力将立即降低到设计以外的性能,而不产生硬化行为.因此,当时阻尼结构的加速度控制性能,特别是安装了损伤阻尼器的楼板,可能不尽如人意,但仍优于无阻尼结构的性能。虽然本研究澄清了一些疑问,但强调受损的粘弹性阻尼器仍须在下一次大地震发生前进行适当的修复或更换!粘弹性阻尼器分两种形式,一种是墙式,一种是筒式!它主要通过钢板之间的粘弹性材料的剪切变形来将建筑物的地震能量转换为热能,从而减小建筑物的晃动,达到减震效果。
粘弹性阻尼器是一种速度位移复合型阻尼器,在较小的位移下即开始发挥耗能作用,同时具有一定的刚度,因此在抗风和抗震中均有良好的效果。基本原理:粘弹性阻尼器(VED)是由具有应变滞后于应力特性的丙烯类化合物、二烯类化合物、沥青类化合物、苯乙烯类化合物等一系列高分子聚合物材料制成,以类似于叠层橡胶形式将一定厚度的黏弹性材料层夹在钢板之间,粘弹性材料随约束钢板往复运动,通过粘弹性阻尼材料的剪切滞回变形来耗散能量的有效耗能装置!
另一幢是6年前在美国西雅图建成的76层哥伦比亚中心大厦,粘弹性阻尼器装置在该大厦结构中再度又被采用.目前,从只在2幢中应用这一点来说,还是比较新颖的,值得我们在发展高层建筑钢结构中引起重视和借鉴.随着我国经济的快速发展,高层、超高层建筑如雨后春笋般的一座座拔地而起!由于高层建筑结构一般刚度较柔、阻尼较小,因此,当结构的高度较高、高宽比较大时,一方面结构采用一般的抗震方法很难做到经济合理的去满足规范的要求;另一方面强烈地震时结构仍要进入弹塑性而引起结构构件的损伤与破坏!