具有负刚度特征的半周摩擦阻尼装置的开发及应用研究

方国威　孙天威　彭凌云　田杰　康迎杰

摘要： 在消能减震措施中，为达到满意的减震效果，需在建筑结构的多个楼层布置耗能装置，占用了较多的建筑空间，为此提出仅需在底部楼层布置耗能装置的负刚度阻尼消能减震技术方案。为实现该方案，研发了一种力学性能稳定、构造简单，行程大，具有负刚度特征的半周摩擦阻尼装置。通过性能试验验证了该装置能够实现预期的滞回模型，进行了单自由度体系和框架结构的减震模拟分析，结果表明，采用半周摩擦阻尼裝置进行减震可以增大结构阻尼、延长结构周期、对结构地震响应起到理想的控制效果。

关键词： 减震; 负刚度装置; 半周摩擦阻尼装置; 性能试验; 数值模拟

中图分类号： TU352    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）02-0347-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.02.015

引 言

近年来，随着消能减震技术的发展[1?2]，在建筑物楼层中布置阻尼装置来消耗结构振动能量、减小结构地震响应，已成为提升结构抗震性能的主要措施。一般情况下，消能减震技术需要在建筑物的多个楼层布置阻尼装置 [3?4]，一方面占用了较多的建筑使用空间，另一方面阻尼器连接部件和预埋件数量过多也会导致安装成本过高。负刚度阻尼消能减震方案可以很好解决此问题：在底部楼层布置一定数量的负刚度阻尼装置，通过负刚度特征降低结构底层的等效刚度，延长结构的振动周期，形成等效的隔震层，减小上部楼层的地震作用;通过消能机制增加结构的阻尼、控制等效隔震层的位移响应。……