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顆粒阻尼技術(shù)應(yīng)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(yīng)的結(jié)構(gòu)空腔內(nèi),當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動時,顆粒體在結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)往復(fù)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(shù)具有應(yīng)用環(huán)境范圍廣,對原結(jié)構(gòu)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(yīng)等問題,使得其適用性大大增強,是二十世紀(jì)九十年代以來,航空航天、機械等領(lǐng)域減振控制的研究熱點之一,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,并通過振動臺試驗對砂及鋼珠的減振效果進(jìn)行了實驗分析。 …… 3.2 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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)表面進(jìn)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(yīng)。測試結(jié)果表明,模型加速度反應(yīng)達(dá)到0.4g后,盤內(nèi)的粗砂開始運動,而細(xì)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(yīng)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(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)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(xì)砂較小。綜合以上實驗結(jié)果,粗砂減震效果最為理想?! ?頁,編制于2010年。
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