新型減震自復(fù)位附屬結(jié)構(gòu)在橋梁應(yīng)用中的力學(xué)性能研究.pdf

1、NSD（negative stiffness device，簡(jiǎn)稱(chēng)NSD）為一種新型的負(fù)剛度減震機(jī)構(gòu)，即在位移激勵(lì)下能產(chǎn)生與位移方向一致的作用力的機(jī)構(gòu)，將其內(nèi)置于結(jié)構(gòu)中可通過(guò)弱化結(jié)構(gòu)以達(dá)到減震效果。現(xiàn)有系列研究表明:NSD具有較好的減震功效和自復(fù)位功能，且NSD機(jī)構(gòu)是無(wú)需外部能源輸入的被動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)減震技術(shù)，其完全通過(guò)力學(xué)機(jī)制產(chǎn)生負(fù)剛度從而達(dá)到減震功效。NSD作為被動(dòng)減震裝置，一定程度上消除了主動(dòng)、半主動(dòng)控制裝置能量輸入大且不穩(wěn)定的影響。

2、目前基于NSD實(shí)現(xiàn)耗能能力的研究成果較少，因此，對(duì)改進(jìn)型減震自復(fù)位負(fù)剛度機(jī)構(gòu)的抗震機(jī)理分析顯得尤為迫切。
　　為了進(jìn)一步改善既有負(fù)剛度機(jī)構(gòu)的抗震性能，本文開(kāi)發(fā)了增設(shè)與預(yù)壓彈簧并行的輔助耗能元件的改進(jìn)型減震自復(fù)位負(fù)剛度機(jī)構(gòu)。以負(fù)剛度機(jī)構(gòu)中預(yù)壓彈簧剛度和預(yù)壓位移作為設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)了5個(gè)足尺試件并采用商業(yè)有限元軟件ABAQUS對(duì)其在水平低周往復(fù)荷載下的抗震機(jī)理進(jìn)行了數(shù)值模擬?；谀M數(shù)據(jù)處理，對(duì)其滯回特征、水平抗側(cè)剛度和耗能能力等性能進(jìn)

3、行了對(duì)比分析。
　　為了驗(yàn)證改進(jìn)型減震自復(fù)位負(fù)剛度機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)的減震功效，本文設(shè)計(jì)了直柱式橋墩結(jié)構(gòu)內(nèi)置改進(jìn)型減震自復(fù)位負(fù)剛度機(jī)構(gòu)算例，并采用商業(yè)有限元軟件ABAQUS對(duì)其在水平低周往復(fù)荷載下以及單向加載下了進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　分析結(jié)果顯示:預(yù)壓彈簧剛度不僅影響負(fù)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)弱化減震的發(fā)展進(jìn)程，且影響消壓后對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化自復(fù)位的功效。預(yù)壓位移設(shè)計(jì)值僅影響負(fù)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)弱化減震的發(fā)展進(jìn)程。設(shè)置與預(yù)壓彈簧并行的輔助耗能元件可提供耗散地震能的