粘滞阻尼器对平面“L”形框架结构减震效果
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第 33 卷第 9 期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2014年 9 月
Vol.33 No.9 Journal of Liaoning Technical University（Natural Science） Sep. 2014
收稿日期：2014-02-26
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51008148）；辽宁省教育厅基金资助项目（L2013137）
作者简介：张 月（1989-），男，天津人，硕士研究生，主要从事建筑结构抗震减震与振动控制等方面的研究. 本文编校：杨 芳
文章编号：1008-0562(2014)09-1260-04
粘滞阻尼器对平面“L”形框架结构减震效果
张 月，王春丽，孙 琦
（辽宁工程技术大学 建筑工程学院，辽宁 阜新 123000）
摘 要：不规则框架混凝土结构的延性较差，地震时除了产生平移振动，还会产生扭转振动，从而引起结构破坏.
文中针对 L 形框架结构，考虑不规则建筑的偏心影响，双向输入 El-centro 地震波，以顶层最大位移、层间位移、
周期比及位移比作为控制参数，分析粘滞阻尼器对其的作用效果，得出设置粘滞阻尼器后结构的减震效果明显，
最大位移减小率为 5.63%～15.69%，最大层间位移减小率为 13.5%～50.2%.
关键词：不规则框架结构；粘滞阻尼器；位移比；周期比；双向输入
中图分类号：TU 312 文献标志码：A
Analysis of damping effect of viscous damper to plane frame structure form
ZHANG Yue, WANG Chunli, SUN Qi
(College of civil and Architectural Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)
Abstract: Owing to the poor ductility of irregular frame structure, so the structure not only produce translational
vibration but also generates torsional vibration during the earthquake, resulting in structural damage. The article
aims at L frame structure, and selected bidirectional El-centro earthquake wave considering the impact of irregular
construction of the eccentric, taking the displacement of top floor, the displacement of interlamination, period
ratio and displacement ratio as control parameter. Analyzing the viscous effect on structure, it is obvious for
structure damping after setting viscous. The maximal displacement decrease rate is 5.63%～15.69%,The maximal
displacement of interlamination decrease rate is 13.5%～50.2%.
Key words: irregular frame structure; viscous damper; displacement ratio; period ratio; bidirectional input
0 引 言
目前，高层建筑的结构设计力求简约、美观，
因此为满足建筑结构的功能要求及实际地理位置
需要，高层建筑结构形式出现了很多非规则形式，
其中“L”形框架结构是常见的一种
[1-3]
.但由于该结
构延性较差，地震时除了产生平移振动，还会产生
扭转振动，其质心和刚心属于典型的偏心结构，此
类结构地震破坏具有突发性，震害较严重
[4-6]
.在“L”
形高层框架结构安装粘滞阻尼器可以使原结构的
扭转振动明显衰减，利用阻尼器的耗能性质可以有
效控制控制结构的平移和扭转.本文以实际“L”形
十层框架结构结构为背景，运用 Ansys 有限元软件
建立计算模型，应用时程分析法，分析结构的动力
特性和地震反应.
1 “L”形偏心结构的扭转控制分析
1.1 粘滞阻尼器恢复力模型
分析模型采用 Maxwell 恢复力模型，该模型中
阻尼与弹簧单元属于串联结构，形式见图 1.其工作
原理是利用粘性抵抗作用，变化振幅获得衰减力，
阻尼器两端的相对位移和变形速度是决定其耗能
能力大小的两个关键因素.
图 1 Maxwell 恢复力模型
Fig.1 maxwell restoring force model
在 Maxwell 恢复力模型中，假设 u
1
(t)和 u
2
(t)
分别是阻尼单元 C 与弹簧单元 K 的位移，即
)()()(
21
tututu
， （1）
)()()(
210
tFtkutuC
d
，
（2）
联立式（1）、式（2），可得
)()()(
0
tuCtFtF
dd
， （3）
式中，F
d
(t)为阻尼器抗力；C
0
为阻尼线性常数；k
为阻尼器刚度系数；
为时间系数，
=C
0
/k.
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