文獻(xiàn)閱讀報(bào)告

1、新型材料減震技術(shù)的現(xiàn)狀新型材料減震技術(shù)的現(xiàn)狀文獻(xiàn)閱讀報(bào)告文獻(xiàn)閱讀報(bào)告 首先減震技術(shù)是工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)中的被動(dòng)控制。從廣義來講，隔震是一種新型的減震技術(shù)。但如果仔細(xì)區(qū)分又有很大的不同。 隔震即隔離地震。在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔震器阻尼器等組成的隔震層，隔離地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，減少輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，達(dá)到預(yù)期的防震要求。 在建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能部件（由阻尼器、連接支撐等組成），通過阻尼器局部變形提供附加阻尼，吸收與消耗地震能量。這樣的房屋建筑設(shè)計(jì)稱為“消能減震設(shè)計(jì)”。 隔震體系能夠減少結(jié)構(gòu)的水平地震作用。 消能方案可以減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的位移。對

2、減少結(jié)構(gòu)水平和豎向地震反應(yīng)也是有效的。 由于針對新型材料減震技術(shù)現(xiàn)狀這一題目，所以單純的從減震方面入手，閱讀了相關(guān)的文獻(xiàn)。工程結(jié)構(gòu)減震控制分類耗能阻尼器金屬阻尼器粘彈性阻尼器摩擦阻尼器粘滯阻尼器復(fù)合阻尼器阻尼器的種類 金屬屈服型阻尼器 位移相關(guān)型 摩擦阻尼器 形狀記憶合金阻尼器 粘彈性阻尼器 粘滯流體阻尼器 速度相關(guān)型 粘滯阻尼墻 粘彈性阻尼墻 磁流變阻尼器 主動(dòng)質(zhì)量阻尼器（AMD） 其他型 調(diào)頻質(zhì)量阻尼器（TMD） 調(diào)頻液體阻尼器（TLD）LOGO金屬阻尼器軟鋼阻尼器鉛阻尼器形狀記憶合金阻尼器 無粘結(jié)支撐阻尼器是近年來開發(fā)的一種新型金屬阻尼器，它以內(nèi)核心鋼板作為耗能構(gòu)件，外方形（圓形或矩形）

3、鋼管及填充灰漿為其提供側(cè)向約束。內(nèi)核心鋼板與灰漿之間涂了一層無粘結(jié)材料，這種材料的作用是確保核心鋼板上的軸力不傳到灰漿體和外鋼管上，保證核心鋼板自由拉壓變形，灰漿和外鋼管共同阻止支撐發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞，這些組件完美的結(jié)合，使該支撐在屈服后能產(chǎn)生穩(wěn)定、對稱的拉壓滯回性能。高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究 林堅(jiān)湘 2011 若將無粘結(jié)支撐中的灰漿采用無粘聚性材料（豆?fàn)钍[、沙子、噴射泡沫等）代替，則可不需要無粘結(jié)層，構(gòu)造更加簡單，這稱為約束屈服支撐，是無粘結(jié)支撐的一種改進(jìn)。無粘結(jié)支撐是一種在受壓與受拉時(shí)均能達(dá)到屈曲而不發(fā)生彎曲的軸力構(gòu)件，比傳統(tǒng)

4、同心斜撐構(gòu)件具有更穩(wěn)定的力學(xué)性能。經(jīng)過合理設(shè)計(jì)的無粘結(jié)支撐不但具有高剛度與高韌性，并且其不彎曲的特性更能展現(xiàn)鋼材良好的滯回耗能能力，因此，無粘結(jié)支撐同時(shí)具有同心斜撐和滯回型耗能原件的功能。該阻尼器具有良好的抗震應(yīng)用價(jià)值，已逐漸得到工程界的認(rèn)可。高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究 林堅(jiān)湘 2011高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究 林堅(jiān)湘 2011BLY100低屈服點(diǎn)鋼為材料制成的新型高性能剪切鋼板阻尼器 低屈服點(diǎn)鋼（BLY100），伸長率可達(dá) 50%，具有良好的延性，是理想的耗能材料。利

5、用 BLY100 研發(fā)高性能剪切鋼板阻尼器，既可以保證阻尼器具有相同的初始剛度，又可以使阻尼器在小變形下進(jìn)入屈服階段，消耗輸入結(jié)構(gòu)的能量，在小震和中震中具有比普通軟鋼剪切鋼板阻尼器更好的耗能性能。仍有些問題需要做進(jìn)一步的理論和試驗(yàn)研究：1、多改變阻尼器的規(guī)格尺寸，例如：腹板厚度、翼緣形式、腹板高度，研究不同參數(shù)對阻尼器的影響規(guī)律。2、研究用普通軟鋼作為阻尼器翼緣的性能特性，可有效降低阻尼器的制作成本。3、ANSYS 模擬分析能在一定程度上較好的模擬阻尼器的特性，但仍有一定的誤差，研究更好的方法精確模擬阻尼器的性能。4、阻尼器抗疲勞性能的試驗(yàn)研究。5、加強(qiáng)阻尼器在新建建筑及已有建筑的加固的研究與

6、應(yīng)用，便于在設(shè)計(jì)中推廣使用。高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析與實(shí)驗(yàn)研究 林堅(jiān)湘 2011一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用 章平平 2012有些問題仍待研究？一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用 章平平 2012 在該U型阻尼器元件受到反復(fù)荷載作用過程中,腹板是直接耗能部分,而翼緣段作為輔助部分可調(diào)整腹板的耗能能力。根據(jù)上圖腹板段各截面受相同軸力和彎矩作用。外部能量正是通過軸力和彎矩引起的大變形被吸收。設(shè)計(jì)中采用等截面形

7、式的腹板,可使各截面的拉彎應(yīng)力情況一致,材料利用率提高,能更高效的吸收外部能量；阻尼器元件的翼緣部分由于各截面段受力不同,采用了非等截面的設(shè)計(jì)方式以減少材料的浪費(fèi)。 翼緣不但能為腹板提供支撐,而且還能通過調(diào)整其長短改變腹板處的彎矩大小,并控制阻尼器的位移和阻尼力。該阻尼器安裝在工程結(jié)構(gòu)中,其兩端承受相對位移的作用,當(dāng)阻尼器兩端所受的相對位移作用較小時(shí),即阻尼器所承受的相對位移小于屈服位移時(shí),它處于彈性工作狀態(tài),阻尼器沒有利用塑性性能消耗振動(dòng)能量,但該阻尼器通過對工程結(jié)構(gòu)提供一定的剛度及反向作用力以減輕結(jié)構(gòu)的振動(dòng)；當(dāng)阻尼器兩端所受的相對位移作用較大時(shí),即阻尼器所承受的相對位移大于屈服位移時(shí),處于

8、塑性工作狀態(tài),阻尼器利用軟鋼材料的塑性變形耗散振動(dòng)能量,以達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用一種新型軟鋼阻尼器的研制及其在結(jié)構(gòu)減震控制中的應(yīng)用 章平平 2012在建筑結(jié)構(gòu)中使用耗能阻尼器有以下幾個(gè)注意點(diǎn):1、耗能阻尼器在結(jié)構(gòu)中的布置以各層均勻布置優(yōu)先,其次是隔層布置或薄弱層布置；2、耗能器在結(jié)構(gòu)中布置時(shí)應(yīng)盡可能調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的對稱性,盡量減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心和剛度中心的偏差。此種布置措施可以減少地震動(dòng)給結(jié)構(gòu)帶來的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),使阻尼器能夠發(fā)揮最好的作用；3、為避免阻尼器出現(xiàn)破壞,應(yīng)保證耗能阻尼器有一定的安全富余:位移型阻尼器的最大行程應(yīng)該大于所在層最大位移的130%,

9、速度相關(guān)型阻尼器的最大速度大于所在層最大速度的130%；4、根據(jù)國外文獻(xiàn),支撐截面尺寸應(yīng)至少承受耗能阻尼器1.3倍的最大軸力。形狀記憶合金SMA SMA 耗能裝置與傳統(tǒng)裝置相比，具有耐久性好、耐腐蝕性好、使用期限長、允許大變形并且變形可恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。 Dolce和Cardone在文章中，通過對一縮尺RC框架進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，比較了SMA裝置和鋼屈曲耗能裝置的減震效果，試驗(yàn)結(jié)果表明，SMA裝置能提供與屈曲耗能裝置相當(dāng)?shù)暮哪苣芰?，此外，SMA耗能裝置還具有良好的疲勞性能和自復(fù)位能力。 這篇文章指出剪刀型耗能器比拉伸型耗能器減震效果好。 兩種SMA耗能器均能減小結(jié)構(gòu)底層的位移反應(yīng)，但剪刀型耗能器的減震效

10、果要比拉伸型耗能器好，這是由于剪刀型SMA耗能器利用了杠桿原理，使NiTi絲的變形為結(jié)構(gòu)層間變形的L倍，充分發(fā)揮了NiTi絲的大變形能力，消耗更多的地震能量。超塑性合金及其結(jié)構(gòu)減震阻尼器的性能研究超塑性合金及其結(jié)構(gòu)減震阻尼器的性能研究 楊菲菲 2012 文章介紹了超塑性材料的優(yōu)勢，利用Zn-22Al合金制成阻尼器，并研究其減震特性。 超塑性Zn-22Al合金阻尼器的研究意義現(xiàn)在常用的金屬阻尼器多用鉛或軟鋼等低屈服點(diǎn)金屬制成。但是,鉛對人體有害,軟鋼等低屈服點(diǎn)金屬在地震過后往往會(huì)發(fā)生硬化的現(xiàn)象,需要檢查和更換。因此,如果一種材料不易加工硬化,那么其制成的阻尼器在經(jīng)歷地震后還能繼續(xù)使用,使用壽命長

11、。同時(shí),如果一種材料具有很低的屈服極限,并且具有很高的延伸率,那其制成的阻尼器就會(huì)對無論大小的地震都會(huì)有反應(yīng),且有很高的耗能能力。Zn-22Al合金具有較高的延展性和流變性能,且沒有明顯的硬化現(xiàn)象,是制作阻尼器的較理想的材料。因此,研究Zn-22AI合金在室溫下的力學(xué)性能和其在阻尼器上的應(yīng)用具有一定的工程意義。新型電磁阻尼器性能初步新型電磁阻尼器性能初步研究研究朱坤，鄒向陽，王曉天 2009 由電磁感應(yīng)定律知道金屬板在磁場中運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生渦流同時(shí)轉(zhuǎn)化為電阻熱而耗散掉，電磁阻尼器即基于此原理而開發(fā)的。電磁阻尼器構(gòu)造主要由2個(gè)具有相對運(yùn)動(dòng)的部件組成 ：磁源和感應(yīng)元件。磁源理論上可以采用電磁或永磁，感應(yīng)

12、元件理論上可以采用感應(yīng)線圈或渦流板，根據(jù)土木工程特點(diǎn)(如使用周期較長等)并經(jīng)過多方面研究探討，磁源采用強(qiáng)永磁材料(強(qiáng)永磁材料如做防護(hù)層退磁不大，可以滿足工程要求，并且我國富含強(qiáng)磁性材料)，感應(yīng)元件采用軟磁性材料制作 的渦流板。展 望 用強(qiáng)磁性材料制作電磁阻尼器是一項(xiàng)創(chuàng)新的工作 ，從模型構(gòu)造和試驗(yàn)結(jié)果來看：其構(gòu)造簡單、巧妙，造價(jià)不高、體積不大、安裝方便、性能較好；研究發(fā)現(xiàn)由不同渦流板邊界形狀可以得到不同的阻尼力與位移滯回曲線，這一點(diǎn)對優(yōu)化設(shè)計(jì)和不同工程需求很有幫助；同時(shí)由于較高頻率時(shí)性能也較好，因此電磁阻尼器不僅可以用于土木領(lǐng)域減振(震)，而且也可以廣泛用于汽車、機(jī)械等領(lǐng)域的減振，所以是很有應(yīng)用

13、前途的阻尼器，值得進(jìn)一步深入細(xì)致的研究。以上僅做了少量模型試驗(yàn)，得到了一些定性和初步結(jié)論，定量結(jié)論和制作出實(shí)際產(chǎn)品尚需繼續(xù)做大量試驗(yàn)研究和理論推正，在研究中可能還會(huì)不斷有新問題和有意義的成果展現(xiàn)，由此便成就和完善了新型電磁阻尼器的問世新型電磁阻尼器性能初步新型電磁阻尼器性能初步研究研究朱坤，鄒向陽，王曉天 2009博士論文基于金屬橡膠阻尼器耗能減震框架剪力墻體系的抗震研究基于金屬橡膠阻尼器耗能減震框架剪力墻體系的抗震研究 趙亞哥白 2012 金屬橡膠（Metallic Rubber,MR）是一種均質(zhì)的彈性多孔材料，是將螺旋狀態(tài)的金屬絲卷成彈簧卷有序地排放在沖壓或碾壓模具中，再經(jīng)過編織、沖壓成型

14、而成的。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是金屬絲相互交錯(cuò)勾聯(lián)形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，類似于橡膠的大分子結(jié)構(gòu)，具有所選金屬固有的特性，又具有類似橡膠的彈性，因而得名。 目前大多數(shù)隔震器都只對結(jié)構(gòu)的水平方向地震響應(yīng)進(jìn)行有效隔震，金屬橡膠耗能裝置在土木工程領(lǐng)域，尤其在剪力墻結(jié)構(gòu)中很少作為耗能減震裝置而應(yīng)用。因此開發(fā)具有雙向水平和豎向減震能力且構(gòu)造簡單的新型耗能減震裝置十分必要。基于這樣的研究背景，提出開發(fā)基于不銹鋼絲金屬橡膠材料的新型耗能減震裝置，并對金屬橡膠三個(gè)空間方向的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。鑒于金屬橡膠材料良好的力學(xué)性能，設(shè)計(jì)以金屬橡膠為核心材料的套筒型阻尼器，安置于框架剪力墻連梁結(jié)構(gòu)中，確保耗能器變形可自回復(fù)，不需替

15、換，為耗能減震剪力墻結(jié)構(gòu)體系研究提供了新的思路。 當(dāng)然，瀏覽這些文獻(xiàn)后，從中也提到一些需要改進(jìn)的地方。例如：BLY100低屈服點(diǎn)鋼為材料制成的新型高性能剪切鋼板阻尼器中，阻尼器的規(guī)格尺寸對其性能的影響規(guī)律，ANSYS軟件模擬產(chǎn)生的誤差等。形狀記憶合金SMA的文章里沒有考慮罕遇地震下增設(shè)阻尼器的結(jié)構(gòu)彈塑性分析。超塑性Zn-22Al合金阻尼器里，還需找到室溫下塑性更好的材料，還需找到更適合這種材料的阻尼形式。金屬橡膠阻尼器還需解決材料耐腐蝕性差、易氧化等問題。 這些都是需要繼續(xù)探討的問題。參考文獻(xiàn)1趙亞哥白，基于金屬橡膠阻尼器耗能減震框架剪力墻體系的抗震研究，吉林大學(xué)博士學(xué)位論文，20122楊育臣，非比例阻尼結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析，哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，20093楊菲菲，超塑性合金及其結(jié)構(gòu)減震阻尼器的性能研究，南京理工大學(xué)碩士論文，20124王熙斌，大跨空間結(jié)構(gòu)減震控制裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，西安建筑科技大學(xué)碩士論文，20105林堅(jiān)湘，高性能剪切鋼板阻尼器的性能模擬分析