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考虑几何非线性的Pall型摩擦阻尼器滞回特性分析-工程力学
第20 卷第 1 期 工 程 力 学 Vol.20 No. 1 2003 年 2 月 ENGINEERING MECHANICS Feb . 2003 文章编号：1000-4750(2003)01-021-07 考虑几何非线性的Pall 型摩擦阻尼器滞回特性分析 吴 斌，张纪刚，欧进萍 (哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨，150090) 摘 要：从Pall 摩擦阻尼器四连杆机构的几何非线性变形特征出发，分析支撑屈曲力、支撑刚度、滑动摩 擦力对一种改进的 Pall 摩擦阻尼器— T 形芯板摩擦阻尼器的滞回特性以及支撑的受力特点的影响。一方面 从分析方法上更严密地论证了T 形芯板(或Pall)摩擦阻尼器的滞回特性不受支撑屈曲力影响这一结论。另一 方面也揭示出一些新的规律：支撑的拉力在阻尼器起滑后并不保持为一常数，而是呈显著增加趋势；支撑 的最大拉力与支撑刚度关系密切，相同摩擦力的条件下，支撑刚度越大，支撑的最大拉力越大。 关键词：耗能减振；摩擦阻尼器；几何非线性 中图分类号：TU311 文献标识码：A 1 引言 和Marsh[3]于1982 年提出，在加拿大、美国和印度 [4~6] 的多幢民用及工业建筑中得到应用 。Pall 等人认 近年来大地震(如 1989 年美国 Loma Prieta ， 为，Pall 摩擦阻尼器独特的四连杆变形机构使得这 1994 年美国Northridge ，1995 年日本神户，1999 年 种摩擦阻尼器即使在支撑屈曲的情况下，仍然具有 土耳其Izmit，1999 年台湾集集)所造成的严重破坏 很强的耗能能力，克服了普通摩擦阻尼器在支撑屈 和生命财产的重大损失表明，按现行的以保障生命 曲时耗能能力差的弱点。Pall 和Marsh[3] 、Filiatrault 安全为基本目标的抗震设计规范所设计和建造的 和Cherry[7] 、Aiken 和Kelly[8]对Pall 摩擦阻尼器的 建筑物，在地震中虽然没有倒塌、保障了生命安全， 滞回模型进行了研究，提出了各种简化分析方法。 但其破坏却造成了严重的直接和间接的经济损失。 这些简化分析方法都是把耗能支撑简化为若干个 鉴于此，美国科学家和工程师于20 世纪90 年代初 弹塑性桁架单元、弹塑性屈曲桁架单元或弹塑性梁 [1] 期首先提出基于结构性能的抗震设计理论 。结构 柱单元，仍采用小变形假设，等效的原则是各单元 性能设计的目的之一便是减轻结构的损伤，把结构 的合力与阻尼器的恢复力相等。虽然通过令这些单 的地震损伤控制在可接受的范围内。耗能减振技术 元的总合力与阻尼器的恢复力相等，能够得到结构 通过在结构中设置被动阻尼装置，消耗本来由结构
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