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常用减震单位局部坐标轴在YJK软件中的准确设置作者：黄志勇

宣布时间：2022-04-14

常用减震单位局部坐标轴在YJK软件中的准确设置

黄志勇

一、前言

随着人民清静意识的增强与生涯水平的提高，位于高烈度地区的消能减震项目或隔震项目越来越多，其中减震结构是在结构中某些部位设置消能器，通过该装置爆发摩擦或弹塑性（或粘弹性）滞回变形来耗散地动输入结构的能量，以减小主体结构的地动反应，从而阻止结构在遭遇大地动时不爆发破损或坍毁。本文就此先容一下减震结构在YJK软件中建模历程中的一些注重事项。

二、阻尼器的分类

阻尼器是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，消能减震结构系统凭证所接纳的减震装置差别，可以分为“速率相关型消能器”、“位移相关型消能器”以及“其它类型”。

1. 速率相关型阻尼器：主要的事情原理是使用质料的阻尼特征来耗散地动能量（其耗能能力与阻尼器两头的相对速率巨细相关）。由粘滞质料和粘弹性子料制成。常用的速率相关型阻尼器包括：粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、以及油阻尼器。

2. 位移相关型阻尼器:主要事情原理是使用装置的滞回变形或构件的摩擦做功来耗散地动能量（其耗能能力与阻尼器两头的相对位移巨细相关）。由塑性变形性能好的金属质料或耐摩擦原件制成。常用的速率相关型阻尼器包括金属屈服型阻尼器（如软钢阻尼器、铅阻尼器、愚昧约束支持BRB、），摩擦阻尼器等。

3. 其它类型阻尼器:主要有调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等。

三、常用的几种减震单位在YJK软件中模拟注重事项

1. 粘滞阻尼器

粘滞阻尼器是一种速率型阻尼器，其通过阻尼器中的粘性介质（硅油）与阻尼器结构部件相互作用来耗散地动能量。主要用于结构振动（包括风、地动、移动荷载和动力装备等引起的结构振动）的能量吸收与耗散。适用于种种地动烈度区的修建结构、装备基础等工程。其结构如图3.1.1所示。

图3.1.1粘滞阻尼器结构

在YJK软件中通过麦克斯韦模子（Maxwell）模拟粘滞阻尼器的力学模子。Maxwell由两部分组成，即线性弹簧和阻尼器组成，阻尼器单位与弹簧单位串联，如图3.1.2所示。粘滞阻尼器力学的数学表达式通常接纳下式表达：

QQ图片20220414110728.png

图3.1.2Maxwell模子

YJK软件中界说粘滞阻尼器参数如图3.1.3所示。其中阻尼器偏向软件设置规则：当接纳斜撑方法建模时，局部坐标系接纳斜撑的局部坐标系表达，详细为：U1为斜撑起点至终点偏向；在杆件竖直安排时，U2为整体坐标系Y轴偏向，其他情形U2位于U1与整体坐标系Z轴形成的平面内，并与U1笔直。U3凭证右手螺旋规则确定。在YJK软件中的界说如3.1.4图所示。

图3.1.3粘滞阻尼器参数界说

图3.1.4粘滞阻尼器毗连属性设置

2. 愚昧约束支持

愚昧约束支持又称防愚昧支持或BRB (Buckling restrained brace)，是一种位移相关型阻尼器。愚昧约束支持一样平常由3部分组成，即焦点单位、约束单位及滑念头制单位（如图3.2.1所示），其中焦点单位即芯材，又称为主受力单位，是构件中主要的受力元件，由特定强度的钢板制成。常见的截面形式为十字形、T形、双T形和一字形等，划分适用于差别的刚度要求和耗能需求。约束单位又称侧向支持单位，认真提供约束机制，以避免焦点单位受轴压时爆发整体或局部愚昧。较量常见的约束形式为钢管填充混凝土或纯钢型结构约束�；钔分频ノ挥殖莆巡愕ノ�，是在焦点单位与约束单位间提供滑动的界面，使支持在受拉和受压时尽可能有相似的力学性能，阻止焦点单位因受压膨胀后与约束单位间爆发摩擦力而造成轴压力的大宗增添，这种滑动单位一样平常是由一些无粘结质料制作而成的。

图3.2.1a愚昧约束支持实物图

图3.2.1b愚昧约束支持组成原理

图3.2.1c愚昧约束支持常见的芯材截面形式

由于防愚昧约束支持设计时仅需要思量轴心力的作用，故在YJK软件中界说其参数只需要选择轴向(U1)偏向的属性举行填写即可，如下图3.2.2所示。

图3.2.2 BRB愚昧约束支持参数界说

3. 金属软钢阻尼器

金属软钢阻尼器是一种位移相关型阻尼器，主要的耗能原理是通过阻尼器两头的相对位移来耗散输入的地动能量。一样平常项目中应用最多的是剪切型软钢阻尼器和弯曲型软钢阻尼器。其结构主要由中心的腹板以及两侧（或上下）的翼缘组成（如图3.3.1）。由于其有较高的强度、刚度和优越的耗能能力，并且滞回曲线形状较量饱满，性能较量稳固，应用规模相对较量广。

图3.3.1a剪切型软钢阻尼器图3.3.1b弯曲型软钢阻尼器

在YJK软件中可以通过Wen单位模拟软钢消能器，其非线性力与变形的关系式如下：

其中：

K：初始弹性刚度；

yield：屈服力；

ratio：为指定的屈服后刚度与初始弹性刚度（k）的比值；

Z：为一个内部滞后变量，按下式盘算：

exp：屈服指数，屈服指数越大，屈服斜率越陡，如图3.3.2。

图3.3.2 Wen 单位塑性属性参数的界说

YJK软件中界说Wen单位参数如图3.3.3所示。其中阻尼器偏向设置规则为：关于竖向墙板式建模的阻尼器（图3.3.4），U2 对应整体坐标轴Y轴 , U3 对应整体坐标轴 X轴，关于按斜杆建模的连梁阻尼器（图3.3.5），剪切偏向均沿整体坐标系Z轴，对应阻尼器单位的局部坐标系U2向。

图3.3.3 Wen单位阻尼器参数界说

图3.3.4 墙板式阻尼器在YJK软件中属性付与

图3.3.5 连梁阻尼器在YJK软件中属性付与

四、总结

阻尼器参数界说时，所选的偏向应与阻尼器的耗能偏向一致。偏向界说过失直接影响阻尼器的耗能，设计时应引起注重。关于墙板式毗连的阻尼器，岂论是速率型的粘滞阻尼器照旧位移型的软钢阻尼器，阻尼器界说偏向一致，U2对应整体坐标轴Y轴,U3对应整体坐标轴X轴；关于连梁金属剪切型阻尼器，剪切偏向均沿整体坐标系Z轴，对应阻尼器单位的局部坐标系U2向；关于BRB愚昧约束支持，只需要界说单位局部坐标轴U1偏向的属性即可。

下载：常用减震单位局部坐标轴在YJK软件中的准确设置