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颗粒阻尼技术将颗粒放入某一容器或者直接放入结构内部,结构振动时,颗粒与颗粒、颗粒与容器壁之间相互摩擦、碰撞,消耗能量,达到耗能减振的目的,具有减振效果好,作用频带宽,对极端条件不敏感等特点,因此在航空机械等领域已经得到广泛研究和应用。颗粒阻尼技术可以选择砂粒、卵砾、混凝土球等作为颗粒阻尼材料,具有经济适用性;颗粒阻尼器的布置位置非常灵活,可以较为经济的实现分布阻尼。因此,颗粒阻尼技术在土木工程领域也将可能具有良好的减震效果和应用前景,但在土木工程界对颗粒阻尼技术的研究尚处于起步阶段。本文通过试验对颗粒阻尼器的性能及其在建筑结构中的减震控制进行了研究,主要工作和成果有: (1)通过单层钢框架振动台试验,研究了简谐波激励下颗粒阻尼器的质量比、填充率、颗粒粒径、数量、材料、激励强度和频率等参数对颗粒阻尼器性能的影响,通过附加铜粉颗粒和在腔体内壁粘贴橡胶层研究了耗能颗粒和缓冲材料对颗粒阻尼器性能的影响。试验结果表明:附加颗粒阻尼器的单层钢框架在简谐波激励下减振控制效果良好;质量比和填充率是影响颗粒阻尼器性能的两个重要参数,较大质量比、较大填充率时阻尼器减振控制效果好;颗粒粒径、数量、材料对阻尼器性能影响不大;激励频率接近于和大于结构基频时,颗粒阻尼器可以很好地抑制结构响应;颗粒阻尼器性能随激励强度增加先变好后趋于稳定;附加微细耗能颗粒后结构响应略有放大,且随微细耗能颗粒质量的增加,放大作用更明显;附加橡胶内壁可以显著减小颗粒碰撞产生的噪音;附加颗粒比附加相同质量的配重更能有效控制结构的共振响应。 (2)通过单层钢框架振动台试验,研究了地震波激励下颗粒阻尼器对结构震动响应的控制效果。试验结果表明:附加颗粒阻尼器后结构在不同地震波作用下的响应都有一定程度的抑制,颗粒阻尼技术具有作用频带宽的优点;各类场地条件下颗粒阻尼器对结构响应的减震控制效果差别不大;随激励强度的增加,颗粒阻尼器对峰值加速度的减震控制效果趋于提高。 (3)以某钢筋混凝土框架结构模型为研究对象,设计制作了可用于该试验模型的颗粒阻尼器,对附加颗粒阻尼器前后的试验模型进行了振动台试验研究。试验结果表明:颗粒阻尼器具有良好的减震控制效果;随着质量比的增大,颗粒阻尼器的减震控制效果有所提高;布置位置对颗粒阻尼器的布置位置对颗粒阻尼器减震控制效果影响显著,颗粒阻尼器应布置在结构位移响应较大位置以获得更优的减震控制效果;颗粒阻尼器可灵活分散布置为结构提供分布阻尼。