104-粘滞阻尼墙减震机理与参数研究-丁洁民

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粘滞阻尼墙模型的振动台实验方法

ＳｕｍｉｔｏｎｏＣｏｎｔｒｕｃｔｉｏｎ公司研制成功的一种可作为
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＭｅｔｈｏｄｏｎＶｉｓｃｏｕｓＤａｍｐｉｎｇＷａｌｌｂｙＳｈａｋｉｎｇＴａｂｌｅＴｅｓｔ
墙体安装在结构层间的阻尼系统，它主要由内部钢板、外部钢板及处于内外钢板之间的粘滞液体三部分构成，内部钢板固定于上层楼面，而外部钢板固定
回曲线．设计、制作了一个小比例实验模型，通过振动台加Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｗａｌｌ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄ；
载，取得了很好实验效果，证明了所提实验方法的正确性．最ｓｈａｋｉｎｇｔａｂｌｅ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎ后通过理论推导，针对利用振动台加载的实验设计提出了建
第４４卷第４期２０１６年４月
同济大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏ１．４４Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１６
文章编号：０２５３—３７４Ｘ（２０１６）０４—０５３６—０６
ＤＯＩ：１０．１１９ｏ８／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３—３７４ｘ．２０１６．０４．００６
形成粘滞阻尼力，进而达到消耗地震能量的目的．该粘滞阻尼墙体系首次应用于日本ＳｈｉｚｕｏｋａＣｉｔｙ的Ｎｕｔ—Ｂｕｉｌｄｉｎｇ建筑【３中，结果证明能使框架在弹性工
ｍｅｔｈｏｄｏｆｌｏａｄｉｎｇｆｏｒｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｗａｌｌｉｓｔｏａｄｏｐｔｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄａｃｔｕａｔｏｒ，ｄｅｍａｎｄｏｆｗｈｉｃｈｉｓｍｕｃｈｈｉｇｈ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｅｗｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈａｔｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｗａｌｌｉｓｌｏａｄｅｄｂｙａｓｈａｋｉｎｇｔａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｍｏｒｅｃｏｍｍｏｎ．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｏｒｃｅｉｓｔｏｔａｌｌｙｒｅｓｉｓｔｅｄｂｙｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｗａｌｌｗｉｔｈｏｕｔａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌａｔｅｒａｌｒｅｓｉｓｔｉｎｇｍｅｍｂｅｒｓ；ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａ１ｆｏｒｃｅｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｉｎｅｒｔｉａ１ｅｆｆｅｃｔｏｆａｂａｌａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｉｎｓｔａｌｌｅｄｕｐｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｏｆｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓ

粘滞阻尼器减震隔震技术

粘滞阻尼器减震隔震技术
粘滞阻尼器是一种常用于减震隔震技术的装置，它的作用是通
过粘滞阻尼材料的粘滞特性来吸收和消散震动能量，从而减少结构
物体受到的震动影响。

粘滞阻尼器通常由粘滞材料、支撑结构和外
壳组成。

从技术角度来看，粘滞阻尼器的工作原理是利用粘滞材料的内
部分子在受到外力作用时发生相对滑动，从而将机械能转化为热能，达到减震的效果。

这种技术可以有效地减少建筑结构、桥梁、机械
设备等受到的地震、风载等外部振动的影响，提高其抗震性能和安
全性能。

在工程实践中，粘滞阻尼器广泛应用于高层建筑、大型桥梁、
风力发电机组等工程结构中，通过合理设计和布置粘滞阻尼器，可
以显著改善结构的减震隔震性能，从而保护结构和设备的安全运行。

此外，粘滞阻尼器的设计和应用也涉及到材料科学、结构工程、力学等多个学科领域，需要综合考虑材料的选择、结构的设计、安
装位置等因素，以达到最佳的减震效果。

总的来说，粘滞阻尼器作为一种重要的减震隔震技术，在工程实践中发挥着重要作用，通过合理的设计和应用，可以有效地提高建筑结构和设备的抗震性能，保障人们的生命财产安全。

采用粘滞阻尼器的某超高层建筑消能减震设计与分析

采用粘滞阻尼器的某超高层建筑消能减震设计与分析
王松岩;顾根;焦红;庞仁伟
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)5
【摘要】以珠海市某框架–核心筒建筑为例,运用分析程序ETABS建立有限元模型,并设置多组粘滞阻尼器布置方案,采用最大层间位移角与基底剪力双关键指标,对比各方案减震效果并择优选出布置方案。

对所得方案进行多遇地震下弹性分析及罕遇地震下动力弹塑性分析。

多遇地震分析结果表明,采用粘滞阻尼器的结构双向指标均大幅降低,提供附加阻尼比达4.1%。

罕遇地震分析结果表明,结构的层间位移角及整体屈服机制均满足要求。

该方案下减震效果与结构抗震性能均良好,可为同类工程提供参考。

【总页数】4页(P579-582)
【作者】王松岩;顾根;焦红;庞仁伟
【作者单位】山东建筑大学土木工程学院;济钢集团国际工程技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.某教学楼采用粘滞阻尼器的消能减震设计
2.采用粘滞阻尼器对某幼儿园进行消能减震设计
3.采用粘滞阻尼器的某办公建筑消能减震设计与分析
4.采用粘滞阻尼器的某口腔门诊楼消能减震设计
5.某综合办公楼采用粘滞阻尼器的消能减震设计
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黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究

黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用与研究摘要：近年来利用阻尼器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。

本文建立了某实际4层框架结构的非线性模型，然后设置黏滞阻尼器（VFD），利用时程分析法对有、无控结构进行地震响应分析计算，得出该结构的耗能减震效果。

最后利用云图法，选取数条地震波对结构进行分析计算，对有、无控结构进行概率地震分析，通过对比概率需求模型、易损性曲线的差异分析黏滞阻尼器的耗能减震作用。

计算结果表明，通过对该结构设置若干VFD，结构的地震响应得到显著地减小，结构整体减震效果明显；有控结构的地震需求易损性曲线相较无控结构趋于平缓，表明VFD对该结构的耗能减震加固作用明显。

关键词：框架结构；黏滞阻尼器；非线性时程分析；云图法；结构概率地震需求分析耗能减震技术就是在结构的选定位置增设耗能装置，在小震作用下，耗能装置和结构一并处于弹性状态，可减小结构的地震响应，使结构主体处于安全范围，一旦出现大震，这些装置可以在结构破坏前率先达到屈服状态，来消耗大部分能量。

近年来利用耗能减震器对既有建筑结构进行减震加固得到了广泛关注。

1.消能减震的概念及耗能原理为了达到消震减能的目的，可以通过消能装置的安装来避免主体结构因地震能量而响应而造成的破坏，究其本质，消能减震技术是一种加固技术。

传统的抗震思路是进行“硬抗”，但却存在诸多的弊端问题。

而消能减震技术，则能够避免传统抗震加固的不足，通过“以柔克刚”的方式进一步达到抗震加固的效果。

从消能减震结构角度来看，其方式就是融入了减震控制思想，在原结构当中增加了消能减震装置，从而形成新的结构系统，图1对其进行了展现，通过图中资料的了解，无论是原结构还是消能减震装置，都是新结构系统的重要组成部分，并且在其中发挥了重要的作用。

相较于原结构而言，新结构系统在效能能力以及动力特征方面有自身的独特性，能够降低原结构承受的地震作用，这也是进行地震反应控制的一种有效方式，其目的是为了减少对主体结构造成的损害。

109-粘弹性耗能连梁在高层结构中的减震性能研究-吴宏磊

(2) 附加阻尼比各方案结构附加阻尼比见表 3。可以看出，随着刚度 K 逐渐增大，结构附加阻尼比逐渐减小，阻尼器耗能逐渐降低。附加阻尼比与刚度 K 的关系曲线如图 7 所示，当 K<1×104kN/m 时，随着 K 逐渐增大，附加阻尼比迅速减小；当 K>10×104kN/m 时，附加阻尼比缓慢减小。
第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文
40%
2016 年
表 3. 附加阻尼比
对比方案附加阻尼比 ξ/% 对比方案附加阻尼比 ξ/% 方案一方案二方案三方案四 34.6 27.2 21.2 6.9 方案五方案六方案七 3.7 1.8 1.1
ξ
30%
20%
10%
0% 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000
20% 15%
η
10% 5% 0% 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000
K/(kN/m)
图 9 层间位移角减幅 η 与阻尼器刚度 K 的关系
4.1.3 小结从以上分析结果可以看出，当粘弹性连梁阻尼器的阻尼系数 C 一定时，随着阻尼器刚度 K 的增大，结构刚度随之变大，基本周期逐渐减小，内力逐渐增大；同时，阻尼器刚度的增加导致其耗能能力逐渐减小，表现为附加阻尼比的逐渐减小，基底剪力的减震效果逐渐降低，层间位移角的减震效果先增大后减小。对于由强度控制的结构，在选择粘弹性阻尼器参数时，建议阻尼器刚度应尽可能小，但要保证结构基本刚度满足规范对侧向变形的要求。对于由刚度控制的结构，阻尼器刚度 K 存在一个较优的区间，可使粘弹性连梁阻尼器取得较好的减震效果。一般可以通过试算确定最优阻尼器刚度。 4.2 阻尼系数 C 4.2.1 对比方案介绍

高层黏滞阻尼减震结构最小地震剪力系数分析研究

高层黏滞阻尼减震结构最小地震剪力系数分析研究
周丽芳;邓雪松;周云
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2013(33)6
【摘要】采用ETABS软件对高层钢框架-混凝土核心筒黏滞阻尼减震结构进行多遇地震作用下的时程反应分析,研究了不同阻尼力比和不同高度结构的减震性能,通过与规范反应谱值对比,探讨了消能减震结构剪重比降低的可行性。

以一工程为例,采用PERFORM-3D软件分析了结构在罕遇地震作用下的减震性能。

研究结果表明:黏滞阻尼减震结构可对建筑物在地震作用中的反应进行有效控制,提高了结构的安全性能,但是同时会使结构的楼层剪力减小,使结构的剪重比达不到规范的要求,但其安全性能比规范要求提高更多;阻尼力比r至少为0.1时,才能降低减震结构的剪重比限值的要求。

【总页数】9页(P206-214)
【关键词】地震剪力系数;阻尼力比;消能减震;黏滞阻尼器;地震反应
【作者】周丽芳;邓雪松;周云
【作者单位】广州大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.黏滞阻尼器减震结构地震响应分析方法研究 [J], 贾传果;周越;胡鹏飞
2.阻尼比对消能减震结构最小地震剪力系数影响研究 [J], 周丽芳
3.黏滞阻尼器消能减震结构在多遇地震下附加阻尼比计算方法对比研究 [J], 王维凝;曹胜涛;肖川;薛彦涛;李志山
4.基于全时程迭代的黏滞阻尼器减震结构地震响应分析方法研究 [J], 贾传果; 苟英旗; 李建广; 周越; 李英民; 杨溥
5.带黏滞阻尼器SRC框支剪力墙结构消能减震分析 [J], 李光星;吴轶;杨春;陆祝贤;张春梅
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上海某医院建筑黏滞阻尼墙减震设计

上海某医院建筑黏滞阻尼墙减震设计[摘要] 由于医院建筑使用功能的重要性及其在抗震救灾中的不可中断性，为提高其抗震性能，国家大力鼓励在医院建筑等建设工程中采用减震隔震技术。

本文以某医院建筑的设计为案例，采用黏滞阻尼墙进行减震设计，配筋设计时采用“小震设计为主+子结构中震不屈服”的思路。

然后分别进行三个水准地震作用弹性/弹塑性时程分析，以验证结构设计的安全合理性。

时程分析时重点关注结构的层间位移角指标和结构的损伤情况。

通过三个水准地震作用的时程分析，证明该结构的抗震性能明显提高，结构可以满足预先设定的性能目标，结构设计安全合理。

[关键词] 黏滞阻尼墙；消能减震；医院建筑中图分类号：文献标识码：文章编号：作者简介：邱春毅，本科学历，一级注册结构工程师。

Energy Dissipation Design for a Hospital Building Using Viscous Fluid Walls in ShanghaiQIU Chunyi(Shanghai Xian Dai Architectural Decoration & Landscape Design Research Institute Co., Ltd, Shanghai, 200040)Abstract:Due to the importance of hospital buildings in earthquake relief, the State encourages the use of energy dissipation technology in construction projects.This papertakesthe design of a hospital building as an example,uses viscous fluid walls toreduceearthquake action, and uses the idea of “mainly based on frequent earthquake action & substructure non-yielding under medium earthquake action”during reinforcement design.Thenthe elastic/elastic-plastic time-history analysis under three earthquake levels is carried out to verify the safety and rationality of the structure design. The time-history analysisfocuses on the inter-story displacement angle index and structural damage. Through the time-history analysis, it is proved that the seismic performance of the structure is significantlyimproved,and the structure can meet the pre-set performance goals, and the structure designis safe and reasonable.Keywords:Viscous FluidWalls; Energy Dissipation;Hospital Building1 工程概况本项目位于上海市静安区，为医疗建筑，其建筑功能包括住院、门诊、医技、后勤、办公等。

粘滞阻尼器对建筑结构抗震性能的对比性研究

粘滞阻尼器对建筑结构抗震性能的对比性研究作者：关维海、代贵举来源：《中国房地产业·中旬》2019年第06期摘要：结构进行消能减震设计的关键是准确合理估计阻尼器的动力行为，这可以在ETABS、SAP2000、Abaqus等软件中实现。

但PKPM仅能通过振型分解反应谱法计算地震作用，并且单元类型十分有限，不能直接进行阻尼器的建模及计算。

为了在PKPM中进行设计，需要采用等效线性化的方法，黏滞流体阻尼器对结构刚度没有贡献，仅需要考虑其附加阻尼比的贡献。

关键词：黏滞阻尼墙；阻尼比；地震波地震是世界上最不可预测的自然灾害之一，它所造成的直接灾害有：建筑物与构筑物的破坏，如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁路轨道变形等等。

作为全国地震多发和高烈度区的省份，因此云南省对于中小学、医院及幼儿园出台相关规定，必须采取减、隔震措施，以此提高对弱势群体的保护。

减震措施，是指通过在结构中加入阻尼器（软钢或粘滞）来耗散地震的作用能量，从而达到减小主体结构的地震反应的目的，可以避免结构在地震中破坏或倒塌，实现抗震设防目标。

因此本文针对云南省某学校工程项目，做出减震结构设计。

一、案例项目概况针对云南省某项目工程主要包含“学生食堂、文体中心和学生公寓”，总建筑面积：12900㎡；地上面积：10300㎡；地下面积：2600㎡进行减震设计。

“学生食堂、文体中心和学生公寓”上部建筑方案为L形布置，共12层（局部6层和3层）。

结构上采用抗震缝脱开的处理方法，沿12层与6层交接处将该子项上部结构分割为独立开来的一栋12层（局部3层）框架剪力墙结构和一栋6层框架结构。

在该子项塔楼下方及周边外扩范围设有一层地下室，全层地下室均为6级乙等人防地下室。

该子项两塔楼上部结构均采用消能减震技术。

抗震烈度为八度，地震分组为第三组，场地类别为二类；嵌固端选择：“学生食堂、文体中心和学生公寓”子项两栋塔楼嵌固端选取为地下室顶板[1-5]。

二、案例项目上部及地下室结构设计（一）结构选型、抗侧力体系和楼盖体系建筑结构体系、楼盖体系和结构抗震等级选取简述。

超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究_吴宏磊

强度等级 Q345GJC Q345GJC Q345GJC
图 4 所示。梁采用 FEMA 单元模型，柱、剪力墙均采用纤维单元模型，阻尼器采用基于 Maxwell 模型的 Damper 单元。分析时根据阻尼器型号选取的阻尼指数为 0. 3，阻尼系数为 650 kN·（ s / mm）。 0. 3
作者简介：吴宏磊（ 1982— ），男，山东青岛人，工学博士，国家一级注册结构师。E-mail： 8whl@ tjadri． com 收稿日期： 2013 年 9 月
8
0 引言
高层建筑框架-核心筒结构体系存在侧向刚度不足、核心筒内力偏大等缺陷，未能充分发挥外框架抵抗侧向力的作用。通过设置受弯和受剪承载力较大的伸臂桁架和环带桁架，连接核心筒和外框架，提高了结构的抗倾覆能力和抗侧刚度，减小了结构侧移，同时降低了底部墙肢的倾覆力矩。核心筒承担的倾覆力矩变化见图 1。但设置伸臂桁架和环带桁架在增大结构刚度的同时，也增大了地震作用，而且造成结构加强层附近内力、刚度突变等不利影响。
1 ～ 10 11 ～ 24 25 ～ 38 39 ～ 51
混凝土等级
C60 C60 C60 C50
角柱 KZ-1
h /m b /m
2. 4
1. 8
2. 2
1. 6
2. 0 1. 4
1. 8 1. 2
中间柱 KZ-2
h /m b /m
2. 0
1. 6
1. 8
1. 4
1. 6
1. 2
1. 4
1. 0
楼层 1 ～6 7 ～ 12 13 ～ 26 27 ～ 39 40 ～ 51
楼层 23 36 51
环带桁架弦杆规格 H800 × 500 × 25 × 40 H800 × 500 × 25 × 40 H800 × 500 × 25 × 35

粘滞阻尼墙在混凝土框架结构中的减震控制研究

粘滞阻尼墙在混凝土框架结构中的减震控制研究任轶蕾;张绍仙;王博航;梁明金【摘要】利用有限元分析软件Sap2000，建立高层混凝土框架结构的有限元分析模型，研究阻尼墙在不同的配置数量、布置方案以及频谱特性地震作用下的减震效果，对各方案进行对比分析。

研究结果表明：随着粘滞阻尼墙数量的增多，结构的减振效果明显增强；当数量一定时，阻尼墙集中配置在建筑结构中下部，能取得更为有效的减振效果；在不同频谱特性下，阻尼墙均能起到良好的减振效果。

%The analysis model of high‐rise reinforced concrete frame structure is established , and the damping effect in different number ,different layout and different spectral characteris‐tics for each scheme are analyzed by the Sap2000 analysis software .The results show that , with the increase of the number ,the damping effect is obviously increased .with a given num‐ber ,the damping wall is centralized configuration at the lower part of the structure ,and a‐chieved more effective in damping effect .Under different spectral characteristics ,damping wall can play a good vibration attenuation effect .【期刊名称】《河北农业大学学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P114-118)【关键词】粘滞阻尼墙;减震控制;混凝土框架【作者】任轶蕾;张绍仙;王博航;梁明金【作者单位】河北农业大学城乡建设学院，河北保定 071001;河北农业大学城乡建设学院，河北保定 071001;河北农业大学城乡建设学院，河北保定 071001;河北拓朴建筑设计有限公司，河北石家庄 050000【正文语种】中文【中图分类】TU973+.15我国是一个地震频繁的国家，频发的地震给我国带来了巨大的经济损失。

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第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文
2016 年
所选地震波频谱分析结果见图 8。分析软件采用 ETABS9.7.4，其中梁、柱采用杆单元模拟，楼板采用膜单元模拟，粘滞阻尼墙采用基于 Maxwell 模型的 Damper 单元模拟。经过计算，粘滞阻尼墙提供的平均附加阻尼比为 5.8%。
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 规范反应谱 7条地震波反应谱均值
第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文
2016 年
粘滞阻尼墙减震机理与参数研究
丁洁民，陈长嘉，吴宏磊，王世玉
1,2 1 1 2
（1.同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海 200092；2.同济大学土木工程学院，上海 200092）
摘
要：粘滞阻尼墙是一种性能良好的消能减震部件，可适用于多层、高层和超高层建筑结构的抗震和抗风设计。本文从附加阻尼作用和动刚度作用两个方面阐述了粘滞阻尼墙的减震作用，并通过具体的算例进行验证。然后分别就阻尼指数和阻尼系数对减震效果的影响进行研究，得到以下结论：当阻尼指数取 0.3~0.5 时，结构可获得较好的减震效果；而阻尼系数越大，减震效果越好，但相应地对阻尼墙和连接部位的要求更高。
采用粘滞阻尼墙进行减震，每层 X 向和 Y 向各布置两片阻尼墙，竖向连续布置，共计 112 片，具体布置如图 7 所示，阻尼墙参数取 C=1000 kN·(s·m-1)0.45，α=0.45。
(a) 平面布置图 7 粘滞阻尼墙布置示意
(b) 立面布置
选取 7 条地震波（包括 5 条天然波和 2 条人工波）对结构进行弹性动力时程分析，计算结果取平均值，
地震影响系数
周期
图 8 七条案三模型说明无阻尼墙结构无阻尼墙结构+ 粘滞阻尼墙无阻尼墙结构+ 附加阻尼比 5.8%
采用表 2 所示三种方案进行对比，在所选 7 组地震波作用下进行弹性动力时程分析，得到结构的层间位移角和层剪力分布如图 9 所示。
700 500 300
阻尼力/kN
100 ‐8 ‐6 ‐4 ‐2 ‐100 0 ‐300 ‐500 ‐700 2 4 6 α=0.1 α=0.3 α=0.5 α=0.9 8
变形/mm
图 14 不同阻尼指数下阻尼墙滞回曲线
通过以上分析可知，从结构的减震效果考虑，阻尼指数存在较优的取值范围。一般而言，当阻尼指数取 0.3~0.5 时，可以较好地发挥阻尼墙的耗能作用，取得较优的减震效果。 3. 2 阻尼系数采用 5.2.3 节的算例结构和相同的粘滞阻尼墙布置，粘滞阻尼墙阻尼指数保持不变，改变阻尼系数，如表 6 所示。对算例结构进行弹性动力时程分析，得到不同阻尼系数下的结构附加阻尼比和结构响应如表 7 和错误!未找到引用源。至错误!未找到引用源。所示。表 6 粘滞阻尼墙参数
C=3000 C=4000 C=5000 C=6000
速度v
速度v
图 10 阻尼墙阻尼力-速度关系曲线（阻尼系数不变）
图 11 阻尼墙阻尼力-速度关系曲线（阻尼指数不变）
下面将分别研究阻尼指数和阻尼系数对粘滞阻尼墙结构减震效果的影响。 3. 1 阻尼指数采用 2.3 节的算例结构和相同的粘滞阻尼墙布置，粘滞阻尼墙阻尼系数保持不变，改变阻尼指数，如表 4 所示。对算例结构进行弹性动力时程分析，得到不同阻尼指数下的结构附加阻尼比和结构响应见表 5 和错误!未找到引用源。至错误!未找到引用源。。表 4 粘滞阻尼墙参数
‐10.0%
阻尼指数
阻尼指数
图 12 附加阻尼比与阻尼指数关系曲线
图 13 基底剪力和最大层间位移角减幅与阻尼指数关系曲线
从图表中可以看出，随着阻尼指数的增大，无论是附加阻尼比、基底剪力减幅还是最大层间位移角减
第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文
2016 年
幅，均呈现先增大后减小的趋势。观察阻尼墙在不同阻尼指数下的滞回曲线图（图 14），可以看到：（1）当阻尼指数较小时，阻尼力很大，但滞回曲线的围合面积却很小，此时阻尼墙的作用更接近于弹性杆作用，阻尼墙发挥的主要是动刚度作用，因此结构附加阻尼比很小，层间位移角减幅较大，而基底剪力较之无阻尼墙结构增大；（2）当阻尼指数较大时，阻尼墙变形较大，但阻尼力较小，相对而言阻尼墙发挥的主要是附加阻尼作用，但阻尼墙滞回曲线的围合面积也较小，因此结构附加阻尼比较小，相应的基底剪力减幅和层间位移角减幅较小；（3）当阻尼指数中等时，阻尼墙的阻尼力和变形均较大，且滞回曲线的围合面积也较大，此时阻尼墙的动刚度作用和附加阻尼作用都比较明显，结构附加阻尼比较大，基底剪力减幅和层间位移角减幅均较大。
第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文
2016 年
3 粘滞阻尼墙参数研究
粘滞阻尼墙是一种速度相关型阻尼器，其阻尼力与速度的关系为[8]：
F Cv （1）
影响阻尼墙本身性能的参数包括阻尼指数 α 和阻尼系数 C，分别改变阻尼指数和阻尼系数，得到不同参数下阻尼墙阻尼力-速度的关系曲线如错误!未找到引用源。和错误!未找到引用源。所示。可以看到：（1）阻尼指数越小，阻尼力随速度的变化在低速段的增长越快；（2）在其他条件不变的情况下，增大阻尼系数可有效增大阻尼墙阻尼力。
方案一最大层间位移角 1/575 （100%） 4814 （100%）方案二 1/863 （67%） 4250 （88%）方案三 1/805 （71%） 4037 （84%）
基底剪力（kN）
（注：括号内百分比为其他方案与方案一对应项的比值）
从图 9（a）可以看出：相比于方案一，由于附加阻尼比的作用，方案二和方案三的层间位移角均有减小；对比方案二和方案三，方案二由于粘滞阻尼墙的动刚度作用，层间位移角较方案三又有所减小。从图 9 （b）可以看出：相比于方案一，由于附加阻尼比的作用，方案二和方案三的层剪力均有所减小；对比方案二和方案三，方案二由于粘滞阻尼墙的动刚度作用，结构整体刚度有所增大，层剪力较方案三有所增加。以上分析结果验证了粘滞阻尼墙对主体结构的作用主要表现在附加阻尼和动刚度两个方面。
30 25 20 方案一方案二方案三
30 25 20
楼层
方案一方案二方案三
楼层
15 10 5 0 0 0.001 层间位移角 0.002
15 10 5 0 0 2000 4000 6000 层剪力/kN
(a) 层间位移角对比图 9 结构响应对比
(b) 层剪力对比
表 3 各方案基底剪力和最大层间位移角对比
0.7 1.62% 1/618 8.9% 4990 16.7%
0.9 0.70% 1/597 5.5% 5118 14.5%
附加阻尼比
3.0% 2.0% 1.0% 0.0%
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
减幅
5.0% 0.0% ‐5.0% 基底剪力减幅最大层间位移角减幅 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
（a）未变形形状（b）变形后形状图 2 粘滞阻尼墙工作原理示意图
与所有速度相关型阻尼器相同，在静力荷载作用下，粘滞阻尼墙不发挥作用。在动力荷载作用下，阻尼墙的减震作用可以从附加阻尼作用和动刚度作用两方面理解[6][7]。 2. 1 附加阻尼作用往复动力荷载作用下，粘滞阻尼墙产生滞回耗能，为结构提供附加阻尼，降低结构响应。阻尼墙的减震效果可以用附加阻尼比的大小衡量，此时结构的总阻尼比等于结构的固有阻尼比加上阻尼墙的附加阻尼比。随着结构阻尼比的增加，结构的阻尼耗能增大，结构的地震响应随之降低。附加阻尼作用在规范反应谱中也有所体现，如图 3 所示，随着结构阻尼比的增加，地震影响系数逐渐降低，按照振型分解反应谱计算所得的地震力也随之降低。
(a) 三维效果图
(b) 平面布置图图 6 框架结构模型
(c) 立面布置图
表 1 模型的截面尺寸
方案楼层 1~6 框架结构 7~12 13~19 20~28 框架柱中柱 1100x1100 1000x1000 900x900 800x800 边柱 1000x1000 900x900 800x800 700x700 强度等级 C60 C60 C50 C40 400x900 C30 截面框架梁强度等级
图 1 粘滞阻尼墙
粘滞阻尼墙作为一种消能减震部件，如何使其发挥最优的耗能效率是设计的关键。本文作者已经对粘滞阻尼墙在结构中的布置效率进行研究[3]，事实上，粘滞阻尼墙的耗能效果还与其自身阻尼参数密切相关，实际设计中常需要依据建筑规模及减震要求，合理选择阻尼墙参数[4]。本文将首先从附加阻尼作用和动刚度作用两个方面阐述粘滞阻尼墙的减震机理，并通过算例进行验证，然后分别研究阻尼指数和阻尼系数的取值对阻尼墙减震效果的影响，掌握阻尼墙的减震规律，为实际设计过程中阻尼参数的取值提供有益参考。
阻尼系数/kN/(m/s)α 1000 0.1 0.2 0.3 阻尼指数 0.4 阻尼指数 0.1 0.09% 1/653 13.7% 6523 -8.9% 0.2 1.36% 1/675 16.5% 5648 5.7% 0.3 3.36% 1/689 18.2% 5196 13.2%
20.0% 15.0% 10.0%
0.5
0.7
0.9
表 5 不同阻尼指数下结构附加阻尼比和结构响应
对比项附加阻尼比最大层间位移角减幅基底剪力/KN 减幅
5.0% 4.0%
无阻尼墙结构 — 1/564 — 5988 —
0.4 4.02% 1/680 17.1% 4960 17.2%
0.5 3.32% 1/654 13.9% 4961 17.1%
0.2 阻尼比4% 0.15 0.1 0.05 0 0 1 2 3 4 5 6 阻尼比6% 阻尼比8% 阻尼比10%
地震影响系数
周期/s