负刚度线性滞回阻尼减震效果分析与应用研究

彭凌云, 陈李光, 孙天威, 康迎杰

(1.北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点试验室， 北京 100124；2.清华大学土木工程系， 北京 100084)

消能减震技术通过在多个楼层布置耗能装置可以取得较为理想的减震效果，但阻尼器布置数量增加会大量占用建筑使用空间. 负刚度阻尼作为一种具有负刚度属性的新型消能减震技术，可以有效地解决上述问题.

近些年，一些学者提出半主动控制的拟负刚度阻尼系统，其中Iemura等[1-5]、史鹏飞等[6-8]和付杰等[9]、龚微等[10-11]、纪晗等[12-13]提出半主动控制的负刚度磁流变减震系统，并通过研究证明负刚度阻尼系统可以显著降低结构在地震中的加速度响应，并控制结构的位移，且相比于主动控制所需的能量较少，但相比于被动减震其稳定性和成本仍相对较高. 杨巧荣等[14-15]将负刚度阻尼与隔震技术结合应用在核电厂结构中，降低隔震层的加速度和位移，取得显著的减震效果.

线性滞回阻尼[16-17]作为一种应用在消能减震领域的滞回模型具有优良的耗能效果，但有可能增大结构的刚度，导致结构加速度响应增加. 具有负刚度属性的线性滞回阻尼可以有效弥补因结构刚度增加带来的不利影响，其耗能机制增加结构的阻尼水平，控制位移响应；但区别于黏滞阻尼，还具有降低结构刚度、形成力学上的隔震层的效果，进一步降低结构的加速度响应.

本文提出一种负刚度线性滞回阻尼减震系统(negative linear damping system，NLDS). 先通过平稳随机过程对负刚度……