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非线性阻尼器耗能减震分析作者：石凯旋解扰
王慧君来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2011年第03期 摘要：可控损伤结构中有主体结构和阻尼系统两部分组成，主体结构承受竖向荷载，地震作用主要由阻尼系统来承受。阻尼系统跟主体结构是分开的，二者又能形成一个整体。正常使用时，阻尼系统可以随时被安装、维修或者更换；而当承受地震荷载时，二者紧密联系在一起，共同承受地震作用。设计要保证在大的地震后，破坏只出现在阻尼构件中，主体结构只出现轻微破坏或者不破坏，我们只需修理或者替换掉损坏的阻尼构件，建筑依然能够正常使用。 关键词：消能减震 可控损伤结构（DCS） 阻尼系统 非线性分析
1 消能减震的概念及原理
透镜设计
消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，
通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。装有阻尼（消能）装置的结构称为消能减震结构。 ei硅钢片 消能减震的原理可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：
(a)地震输入；(b)传统抗震结构；(c)消能减震结构高苯乙烯橡胶
图1-1 结构能量转换途径对比
传统抗震结构(1-1)
耗能减震结构(1-2)
式中Ein、Ein′——地震过程中输人结构体系的能量；Ev、Ev′——汽车烧甲醇结构体系的动能；Ec、Ec′——结构体系的粘滞阻尼消能；Ek、Ek′——结构体系的弹性应变能；Eh、Eh′——结构体系的滞回消能；Ed——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。
在上述能量方程中，由于是Ev(或Ev′)和Ek(或Ek′)仅仅是能量转换，不能消能，Ec和Ec′只占总能量的很小部分(约5％左右)，可以忽略不计。在传统的抗震结构中，主要依靠Eh消耗输入结构的地震能量，但因结构构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时，构件本身将遭到损伤甚至破坏。在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入消能工作状态，充分发挥消能作用，消散大量地震能量，则主体结构需消耗的能量很少，从而有效地保护了主体结构。
