文献阅读报告

新型材料减震技术的现状文献阅读报告减震技术的定义首先减震技术是工程结构减振技术中的被动控制。从广义来讲，隔震是一种新型的减震技术。但如果仔细区分又有很大的不同。

隔震即隔离地震。在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。

在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件（由阻尼器、连接支撑等组成），通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量。这样的房屋建筑设计称为“消能减震设计”。隔震体系能够减少结构的水平地震作用。

消能方案可以减少结构在风作用下的位移。对减少结构水平和竖向地震反应也是有效的。

由于针对新型材料减震技术现状这一题目，所以单纯的从减震方面入手，阅读了相关的文献。工程结构减震控制分类耗能阻尼器金属阻尼器粘弹性阻尼器摩擦阻尼器粘滞阻尼器复合阻尼器阻尼器的种类

金属屈服型阻尼器

位移相关型摩擦阻尼器

形状记忆合金阻尼器

粘弹性阻尼器

粘滞流体阻尼器速度相关型粘滞阻尼墙

粘弹性阻尼墙

磁流变阻尼器

主动质量阻尼器（AMD）其他型调频质量阻尼器（TMD）

调频液体阻尼器（TLD）金属阻尼器软钢阻尼器铅阻尼器形状记忆合金阻尼器

无粘结支撑阻尼器是近年来开发的一种新型金属阻尼器，它以内核心钢板作为耗能构件，外方形（圆形或矩形）钢管及填充灰浆为其提供侧向约束。内核心钢板与灰浆之间涂了一层无粘结材料，这种材料的作用是确保核心钢板上的轴力不传到灰浆体和外钢管上，保证核心钢板自由拉压变形，灰浆和外钢管共同阻止支撑发生屈曲失稳破坏，这些组件完美的结合，使该支撑在屈服后能产生稳定、对称的拉压滞回性能。高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与实验研究

林坚湘2011若将无粘结支撑中的灰浆采用无粘聚性材料（豆状石砾、沙子、喷射泡沫等）代替，则可不需要无粘结层，构造更加简单，这称为约束屈服支撑，是无粘结支撑的一种改进。无粘结支撑是一种在受压与受拉时均能达到屈曲而不发生弯曲的轴力构件，比传统同心斜撑构件具有更稳定的力学性能。经过合理设计的无粘结支撑不但具有高刚度与高韧性，并且其不弯曲的特性更能展现钢材良好的滞回耗能能力，因此，无粘结支撑同时具有同心斜撑和滞回型耗能原件的功能。该阻尼器具有良好的抗震应用价值，已逐渐得到工程界的认可。高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与实验研究

林坚湘2011高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与实验研究

林坚湘2011BLY100低屈服点钢为材料制成的新型高性能剪切钢板阻尼器低屈服点钢（BLY100），伸长率可达50%，具有良好的延性，是理想的耗能材料。利用BLY100研发高性能剪切钢板阻尼器，既可以保证阻尼器具有相同的初始刚度，又可以使阻尼器在小变形下进入屈服阶段，消耗输入结构的能量，在小震和中震中具有比普通软钢剪切钢板阻尼器更好的耗能性能。问题仍有些问题需要做进一步的理论和试验研究：1、多改变阻尼器的规格尺寸，例如：腹板厚度、翼缘形式、腹板高度，研究不同参数对阻尼器的影响规律。2、研究用普通软钢作为阻尼器翼缘的性能特性，可有效降低阻尼器的制作成本。3、ANSYS模拟分析能在一定程度上较好的模拟阻尼器的特性，但仍有一定的误差，研究更好的方法精确模拟阻尼器的性能。4、阻尼器抗疲劳性能的试验研究。5、加强阻尼器在新建建筑及已有建筑的加固的研究与应用，便于在设计中推广使用。高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与实验研究

林坚湘2011一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用

章平平

2012有些问题仍待研究？一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用

章平平

2012

在该U型阻尼器元件受到反复荷载作用过程中,腹板是直接耗能部分,而翼缘段作为辅助部分可调整腹板的耗能能力。根据上图腹板段各截面受相同轴力和弯矩作用。外部能量正是通过轴力和弯矩引起的大变形被吸收。设计中采用等截面形式的腹板,可使各截面的拉弯应力情况一致,材料利用率提高,能更高效的吸收外部能量；阻尼器元件的翼缘部分由于各截面段受力不同,采用了非等截面的设计方式以减少材料的浪费。

翼缘不但能为腹板提供支撑,而且还能通过调整其长短改变腹板处的弯矩大小,并控制阻尼器的位移和阻尼力。该阻尼器安装在工程结构中,其两端承受相对位移的作用,当阻尼器两端所受的相对位移作用较小时,即阻尼器所承受的相对位移小于屈服位移时,它处于弹性工作状态,阻尼器没有利用塑性性能消耗振动能量,但该阻尼器通过对工程结构提供一定的刚度及反向作用力以减轻结构的振动；当阻尼器两端所受的相对位移作用较大时,即阻尼器所承受的相对位移大于屈服位移时,处于塑性工作状态,阻尼器利用软钢材料的塑性变形耗散振动能量,以达到减轻结构振动的目的。一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用

章平平

2012在建筑结构中使用耗能阻尼器有以下几个注意点:1、耗能阻尼器在结构中的布置以各层均匀布置优先,其次是隔层布置或薄弱层布置；2、耗能器在结构中布置时应尽可能调节结构的对称性,尽量减小结构质量中心和刚度中心的偏差。此种布置措施可以减少地震动给结构带来的扭转振动,使阻尼器能够发挥最好的作用；3、为避免阻尼器出现破坏,应保证耗能阻尼器有一定的安全富余:位移型阻尼器的最大行程应该大于所在层最大位移的130%,速度相关型阻尼器的最大速度大于所在层最大速度的130%；4、根据国外文献,支撑截面尺寸应至少承受耗能阻尼器1.3倍的最大轴力。形状记忆合金SMASMA耗能装置与传统装置相比，具有耐久性好、耐腐蚀性好、使用期限长、允许大变形并且变形可恢复等优点。Dolce和Cardone在文章中，通过对一缩尺RC框架进行振动台试验，比较了SMA装置和钢屈曲耗能装置的减震效果，试验结果表明，SMA装置能提供与屈曲耗能装置相当的耗能能力，此外，SMA耗能装置还具有良好的疲劳性能和自复位能力。这篇文章指出剪刀型耗能器比拉伸型耗能器减震效果好。

两种SMA耗能器均能减小结构底层的位移反应，但剪刀型耗能器的减震效果要比拉伸型耗能器好，这是由于剪刀型SMA耗能器利用了杠杆原理，使NiTi丝的变形为结构层间变形的L倍，充分发挥了NiTi丝的大变形能力，消耗更多的地震能量。超塑性合金及其结构减震阻尼器的性能研究

杨菲菲2012文章介绍了超塑性材料的优势，利用Zn-22Al合金制成阻尼器，并研究其减震特性。超塑性Zn-22Al合金阻尼器的研究意义现在常用的金属阻尼器多用铅或软钢等低屈服点金属制成。但是,铅对人体有害,软钢等低屈服点金属在地震过后往往会发生硬化的现象,需要检查和更换。因此,如果一种材料不易加工硬化,那么其制成的阻尼器在经历地震后还能继续使用,使用寿命长。同时,如果一种材料具有很低的屈服极限,并且具有很高的延伸率,那其制成的阻尼器就会对无论大小的地震都会有反应,且有很高的耗能能力。Zn-22Al合金具有较高的延展性和流变性能,且没有明显的硬化现象,是制作阻尼器的较理想的材料。因此,研究Zn-22AI合金在室温下的力学性能和其在阻尼器上的应用具有一定的工程意义。新型电磁阻尼器性能初步研究朱坤，邹向阳，王晓天2009由电磁感应定律知道金属板在磁场中运动会产生涡流同时转化为电阻热而耗散掉，电磁阻尼器即基于此原理而开发的。电磁阻尼器构造主要由2个具有相对运动的部件组成：磁源和感应元件。磁源理论上可以采用电磁或永磁，感应元件理论上可以采用感应线圈或涡流板，根据土木工程特点(如使用周期较长等)并经过多方面研究探讨，磁源采用强永磁材料(强永磁材料如做防护层退磁不大，可以满足工程要求，并且我国富含强磁性材料)，感应元件采用软磁性材料制作的涡流板。展望用强磁性材料制作电磁阻尼器是一项创新的工作，从模型构造和试验结果来看：其构造简单、巧妙，造价不高、体积不大、安装方便、性能较好；研究发现由不同涡流板边界形状可以得到不同的阻尼力与位移滞回曲线，这一点对优化设计和不同工程需求很有帮助；同时由于较高频率时性能也较好，因此电磁阻尼器不仅可以用于土木领域减振(震)，而且也可以广泛用于汽车、机械等领域的减振，所以是很有应用前途的阻尼器，值得进一步深入细致的研究。以上仅做了少量模型试验，得到了一些定性和初步结论，定量结论和制作出实际产品尚需继续做大量试验研究和理论推正，在研究中可能还会不断有新问题和有意义的成果展现，由此便成就和完善了新型电磁阻尼器的问世新型电磁阻尼器性能初步研究朱坤，邹向阳，王晓天2009博士论文基于金属橡胶阻尼器耗能减震框架剪力墙体系的抗震研究

赵亚哥白2012金属橡胶（MetallicRubber,MR）是一种均质的弹性多孔材料，是将螺旋状态的金属丝卷成弹簧卷有序地排放在冲压或碾压模具中，再经过编织、冲压成型而成的。由于其内部结构是金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构，类似于橡胶的大分子结构，具有所选金属固有的特性，又具有类似橡胶的弹性，因而得名。目前大多数隔震器都只对结构的水平方向地震响应进行有效隔震，金属橡胶耗能装置在土木工程领域，尤其在剪力墙结构中很少作为耗能减震装置而应用。因此开发具有双向水平和竖向减震能力且构造简单的新型耗能减震装置十分必要。基于这样的研究背景，提出开发基于不锈钢丝金属橡胶材料的新型耗能减震装置，并对金属橡胶三个空间方向的力学性能进行了研究。鉴于金属橡胶材料良好的力学性能，设计以金属橡胶为核心材料的套筒型阻尼器，安置于框架剪力墙连梁结构中，确保耗能器变形可自回复，不需替换，为耗能减震剪力墙结构体系研究提供了新的思路。当然，浏览这些文献后，从中也提到一些需要改进的地方。例如：BLY100低屈服点钢为材料制成的新型高性能剪切钢板阻尼器中，阻尼器的规格尺寸对其性能的影响规律，ANSYS软件模拟产生的误差等。形状记忆合金SMA的文章里没有考虑罕遇地震下增设阻