Estudo de simulação numérica do desempenho sísmico do inérter de atrito variável sem pré-tensão

LIU Wei ,  

MA Yuhong ,  

ZHAO Guifeng ,  

KONG Sihua ,  

YANG Zhenyu ,  

CHEN Jiachuan ,  

YANG Heng ,  

摘要

Sob a ação de um terremoto extremamente raro, o deslocamento horizontal da estrutura aumenta drasticamente, impondo requisitos mais elevados à capacidade de dissipação de energia dos dispositivos de amortecimento e ao desempenho de amortecimento ajustável. Os amortecedores por atrito tradicionais geralmente dependem de parafusos de pré-tensão para aplicar uma força constante, dificultando a adaptação da força de atrito à intensidade do terremoto, o que limita sua aplicação em sismos fortes. Para superar essa limitação, foi proposto um inérter de atrito variável sem pré-tensão (Non-preload Variable Friction Inerter, NVFI); análises teóricas e ensaios quase-estáticos confirmaram que este dispositivo possui características superiores, dispensando pré-tensão e permitindo ajuste adaptativo da força de amortecimento. Foi desenvolvida uma unidade de usuário NVFI na plataforma ABAQUS e construído o modelo numérico VUEL-NVFI. Comparando com a solução numérica MATLAB sob cargas harmônicas e sísmicas, verificou-se que a unidade desenvolvida apresenta alta precisão e estabilidade na simulação da característica histerética em "forma de borboleta"; esta unidade VUEL foi aplicada a um modelo tridimensional de uma estrutura de concreto armado de 10 andares, permitindo a análise sistêmica do mecanismo de amortecimento sob sismos multinível. Os resultados mostram que a força de amortecimento e a capacidade de dissipação de energia do NVFI aumentam adaptativamente com a intensidade do movimento sísmico; sob a ação de um terremoto extremamente raro, o sistema ainda controla eficazmente o deslocamento inter-andar, alcançando uma taxa máxima de redução de vibração de 56,05%, melhorando significativamente o desempenho sísmico da estrutura; a unidade VUEL desenvolvida fornece uma ferramenta confiável para análise de engenharia do NVFI e seu mecanismo de amortecimento adaptativo possui valor prático significativo e perspectivas de aplicação no projeto estrutural resistente ao colapso sob terremotos extremamente raros.

关键词

Inérter de atrito variável;Sem pré-tensão;Efeito inercial;Desenvolvimento secundário;Desempenho sísmico

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