阻尼增強混凝土及其結構的減振研究及與數值模擬.pdf

1、如果通過在混凝土材料中摻入某些功能摻料使得土木工程結構具有較大的阻尼特性，則可在不改變結構形式和設計方法的前提下，使結構具有良好的抗震抗風性能。本文力圖發(fā)展纖維增強阻尼混凝土及自減振結構，重點研究纖維混凝土的阻尼增強效應，表面改性技術對纖維混凝土的阻尼增強效應以及數值模擬高阻尼自減振結構在地震作用下減振效應。本文的主要研究內容包括：
　　首先，在不同種類外加纖維對混凝土阻尼性能影響研究的基礎上，擬采用我們課題組自主開發(fā)的混凝土阻尼

2、測試裝置，研究聚丙烯腈纖維在不同配合比、不同濕度、不同孔隙的條件下對于混凝土阻尼特性的影響,并初步探討阻尼增強機理，研究結果表明，隨著纖維摻量和引氣劑摻量的增加，混凝土的損耗因子逐漸增大，但是考慮攪拌工藝、成本等條件，纖維和引氣劑有一個最優(yōu)摻量；全濕狀態(tài)下混凝土的阻尼能力優(yōu)于全干狀態(tài)，半干半濕狀態(tài)下由于存在界面層混凝土材料的阻尼值最大。
　　其次，本課題擬采用的表面改性技術有硅烷化、硫酸化等，主要對超細的硅粉和碳纖維進行表面改性，

3、以達到提高增強材料與水泥水化物的界面接觸和搭接，從而進一步提高纖維增強混凝土的阻尼性能，研究結果表明，與未改性纖維混凝土相比，各種改性方法均有利于提高纖維混凝土的耗能能力，其中硅粉和碳纖維的硅烷化更加有效。
　　第三，用ANSYS軟件對單層混凝土框架結構振動臺實驗進行模擬，首先確定結構的阻尼比、剛度等動力參數；然后通過輸入El-Centro波、Taft波和天津波等地震波比較不同阻尼比的框架結構在地震作用下的相對位移和絕對加速度反應

4、，最后與單層阻尼增強混凝土框架結構振動臺實驗結果進行對比。研究表明，數值模擬的相對位移與絕對加速度時程曲線與實驗采集的相應時程曲線相比，總體變化趨勢一致。
　　最后，為了考察阻尼增強與表面改性技術對混凝土結構的減振效果，本文對素混凝土、摻硅粉的混凝土以及摻表面改性硅粉增強混凝土的框架結構在小震作用下進行動力分析。研究結果表明，摻表面改性硅粉的混凝土在小震作用下彈性范圍內的耗能能力要比摻未改性硅粉混凝土的耗能能力強，二者均可以提高素