采用肘節型的黏滯阻尼器位移放大系數和耗能效果探討

黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。

01不同肘節型安裝方式的黏滯阻尼器位移放大系數？

• 肘節型安裝

當黏滯阻尼器與肘節鋼構呈90度時，分上肘節系統（Upper Toggle System）、 下肘節系統（Lower Toggle System ）和反向肘節系統（Reverse Toggle System）。為便于后續表達，命名為U-1、L-1、R-1。

其三種系統 簡化后的 位移放大系數 如下所示：

但值得注意的是，對于在層間安裝肘節型黏滯阻尼器，該三種方式會增大梁的受力，是不利的，梁的變形會降低黏滯阻尼器的耗能效果。為此，將黏滯阻尼器置于梁柱節點進行安裝。

上肘節系統（ Upper Toggle  System） 幾何關系如下圖所示。 為便于后續表達， 命名為 U -2 。

位移放大系數：

下肘節系統（ Lower Toggle  System ） 幾何關系 如下圖所示。 為便于后續表達， 命名為 L -2 。

位移放大系數：

02基于Matlab的位移放大系數直觀表示？

如需要完整MATLAB程序，歡迎關注公眾號《防震技術》，后臺留言發送0219獲取。

U-1

位移放大系數理論公式：

位移放大系數與角度的關系如下圖所示。可見，當θ1和θ2之和接近90°時，位移放大系數趨于無窮大，即圖形中存在的豎向直線所示。此時并非指黏滯阻尼器實際耗能效果最佳，只是其受變形的影響，其耗能效果變化明顯，實際工程常采用位移放大系數為2~5的角度配置。

程序如下圖所示：

L-1

位移放大系數理論公式：

位移放大系數與角度的關系如下圖所示 。

程序如下圖所示：

U-2

位移放大系數理論公式：

位移放大系數與角度的關系如下圖所示 。

程序如下圖所示：

L-2

位移放大系數理論公式：

位移放大系數與角度的關系如下圖所示 。

程序如下圖所示：

文中僅展示部分肘節型角度配置的案例，具體可根據實際項目進行修改指定程序的各個角度值，如需要完整程序，歡迎關注公眾號《防震技術》，后臺留言發送0219獲取。

參考文獻

1. R.Zhang, H.He. Theoretical analysis and experimental research on toggle-brace-damper system considering different installation modes. Sharif University of Technology. 
2. Michael C. Constantinou. Toggle-Brace-Damper seismic energy dissipation systens. 

往期內容

• 【01 黏滯阻尼器減震設計篇】建筑消能減震技術規程 JGJ 297-2013應該注意的那些點
• 【劃重點與簡析】建筑隔震設計標準（GB/T 51408-2021）
• 黏滯阻尼器不同安裝方式的適用性及位移放大系數推導（第1篇）- 肘節型

【02】黏滯阻尼器能否采用對角支撐的安裝形式？

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