顆粒阻尼技術應用在建筑工程上的初步試驗探索

內(nèi)容簡介

　　將一定粒徑的顆粒材料（如鐵砂、鉛粒等）裝入相應的結構空腔內(nèi)，當系統(tǒng)產(chǎn)生振動時，顆粒體在結構空腔內(nèi)往復運動，與腔壁碰撞，同時顆粒之間也相互碰撞和摩擦，從而消耗振動能量，這種耗能作用稱為顆粒阻尼(Particle Damping，簡稱PD)。PD技術具有應用環(huán)境范圍廣，對原結構改動小，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，且具有與溫度獨立性，也無材性退化與疲勞效應等問題，使得其適用性大大增強，是二十世紀九十年代以來，航空航天、機械等領域減振控制的研究熱點之一，而在建筑物上應用則很少有研究?！　? 本文探討了顆粒阻尼在土木工程領域的應用問題，包括顆粒阻尼材料的選取及其在結構中的可能安放位置，并通過振動臺試驗對砂及鋼珠的減振效果進行了實驗分析?！　　　?.2 實驗篩選　　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）安裝于電磁振動臺上，在粘接于其頂部的不銹鋼圓盤中盛放一定質(zhì)量（與結構總質(zhì)量比為10%）的阻尼顆粒，為對比減振效果，將同質(zhì)量的鐵塊附于結構表面進行配重對比。通過振動臺輸入不同頻率，不同加速度峰值的正弦波，測試模型的加速度反應。測試結果表明，模型加速度反應達到0.4g后，盤內(nèi)的粗砂開始運動，而細砂則需要更高的加速度，卵礫起動加速度較粗砂略低。不同阻尼材料的模型加速度反應不同，但均比盤內(nèi)未加砂時明顯減輕，說明三種材料都有一定的阻尼效果，其中結構的加速度反應以粗砂最小，卵石最大。瞬時阻尼比對比（見圖4）表明粗砂和卵石阻尼比較大，細砂較小。綜合以上實驗結果，粗砂減震效果最為理想?！　　　?頁，編制于2010年。

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