顆粒阻尼技術(shù)應(yīng)用在建筑工程上的初步試驗(yàn)探索

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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　將一定粒徑的顆粒材料（如鐵砂、鉛粒等）裝入相應(yīng)的結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，顆粒體在結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與腔壁碰撞，同時(shí)顆粒之間也相互碰撞和摩擦，從而消耗振動(dòng)能量，這種耗能作用稱(chēng)為顆粒阻尼(Particle Damping，簡(jiǎn)稱(chēng)PD)。PD技術(shù)具有應(yīng)用環(huán)境范圍廣，對(duì)原結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，產(chǎn)生的附加質(zhì)量小，作用頻帶寬，布置靈活，減振效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，且具有與溫度獨(dú)立性，也無(wú)材性退化與疲勞效應(yīng)等問(wèn)題，使得其適用性大大增強(qiáng)，是二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，航空航天、機(jī)械等領(lǐng)域減振控制的研究熱點(diǎn)之一，而在建筑物上應(yīng)用則很少有研究?！　? 本文探討了顆粒阻尼在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題，包括顆粒阻尼材料的選取及其在結(jié)構(gòu)中的可能安放位置，并通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)砂及鋼珠的減振效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析?！　　　?.2 實(shí)驗(yàn)篩選　　將自頻為3.7Hz、阻尼比為0.75%的單層鋼框架縮尺模型（如圖2所示）安裝于電磁振動(dòng)臺(tái)上，在粘接于其頂部的不銹鋼圓盤(pán)中盛放一定質(zhì)量（與結(jié)構(gòu)總質(zhì)量比為10%）的阻尼顆粒，為對(duì)比減振效果，將同質(zhì)量的鐵塊附于結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行配重對(duì)比。通過(guò)振動(dòng)臺(tái)輸入不同頻率，不同加速度峰值的正弦波，測(cè)試模型的加速度反應(yīng)。測(cè)試結(jié)果表明，模型加速度反應(yīng)達(dá)到0.4g后，盤(pán)內(nèi)的粗砂開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，而細(xì)砂則需要更高的加速度，卵礫起動(dòng)加速度較粗砂略低。不同阻尼材料的模型加速度反應(yīng)不同，但均比盤(pán)內(nèi)未加砂時(shí)明顯減輕，說(shuō)明三種材料都有一定的阻尼效果，其中結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)以粗砂最小，卵石最大。瞬時(shí)阻尼比對(duì)比（見(jiàn)圖4）表明粗砂和卵石阻尼比較大，細(xì)砂較小。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，粗砂減震效果最為理想?！　　　?頁(yè)，編制于2010年。

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