颗粒阻尼器减振性能的振动台试验研究★

倪云琪 陈旭东,2

(1.苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州 215011; 2.江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011)

1 阻尼器背景

颗粒阻尼器以增加结构阻尼为目的，是一种附加质量式的被动阻尼器。该阻尼器在主体结构的某些有限封闭空间内填充微小颗粒，通过颗粒之间的撞击和摩擦，消耗系统振动能量，具有耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感以及适用于恶劣工作环境等优点[1]。

作为一种被动式振动控制技术，颗粒阻尼器最初源于20世纪60年代提出的单颗粒冲击阻尼器[2]。在土木工程方面，Naeim[3]介绍了一座加装了颗粒阻尼器的高楼在2010年智利Maule地震中所表现出的良好的减振效果。

近年来，专家学者开展了颗粒阻尼器减振性能的试验研究。Friend和Kinra[4]使用铅丸作为颗粒材料，将阻尼器安装到铝制的悬臂梁上，进行自由振动，并根据试验结果，提出了颗粒碰撞阻尼的初步分析模型。Marhadi和Kinra[5]扩展了上述研究，分析了质量比、颗粒数量、颗粒材料以及颗粒形状等参数对悬臂梁自由振动减振效果的影响。以上研究是基于单自由度体系的。同济大学的鲁正、吕西林等[6]将装有钢球的颗粒阻尼器置于三层钢框架之上，并进行了大型振动台试验，研究了各种地震激励下阻尼器的减振效果。在他们的进一步研究[7]中，阻尼器内壁被覆以20 mm厚橡胶板作为缓冲层，试验结果表明加装缓冲层的颗粒阻尼器比未加装的有更好的减振效果。

除了试验研究，不少学者还从数值模拟的角度来揭示颗粒阻尼器的吸能减振规律。……