不同形式软钢阻尼器的研究_王桂萱

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1、第30卷第1期防灾减灾学报Vol.30No.12014年3月JOURNALOFDISASTERPREVENTIONANDREDUCTIONMar.2014不同形式软钢阻尼器的研究王桂萱，孙晓艳，赵杰（大连大学土木工程技术研究与开发中心，辽宁大连116622）摘要：总结了国内外研究的多种软钢阻尼器，对不同形式软钢阻尼器的构造、原理和性能进行分析，并提出了目前软钢阻尼器研究中遇到的问题。关键词：地震；消能减震；软钢阻尼器中图分类号：P315．9文献标志码：A文章编号：1674－8565（2014）01－0007－09伤程度，达到减震控制的目的［1

2、］。0引言2软钢阻尼器的研究地震是地壳运动的一种特殊表现形式，会引起建筑结构的严重破坏。我国地震主要分布目前，研究开发的阻尼器种类很多，其中在台湾、西南、西北、华北和东南沿海地区，应用最为普遍的一类阻尼器是软钢阻尼器。它分布面积较广。1976年发生了7．8级的唐山地的滞回特性稳定，低周疲劳特性良好，且不受震，2008年发生了“5．12”汶川特大地震，环境温度影响，除此之外，软钢阻尼器构造简2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生的7．0单，震后更换方便，减震机理明确，减震效果级地震，这些地震造成了大量房屋的破坏与倒显著。近年来，国内外已研究

3、开发了多种形式塌，人民生命财产蒙受了巨大的损失。的软钢阻尼器，如加劲阻尼器、圆环形阻尼器、剪切板阻尼器、双功能软钢阻尼器等。以下主1减震原理要介绍这些阻尼器的构造、原理和性能。2．1加劲阻尼器为了减小地震（风振）给人们带来的巨大相互平行的数块不同形状钢板（X形、三损失，近年来消能减震技术得到了迅速发展。角形、开孔形式等）和定位装置组成了加劲阻传统结构是利用梁柱本身“硬碰硬”的抗震形尼器耗能装置（ADAS），如图1所示，一般安装式消耗能量，而消能减震技术是在结构的节点、在框架梁之间和人字形支撑的顶部。地震作用支撑、剪力墙、联结缝、楼层空间、相邻

4、建筑时，加劲阻尼器耗能装置在层间相对位移影响间、主附结构间等部位设置阻尼装置，通过阻下会产生水平相对运动，地震输入的能量通过尼装置的弯曲、剪切、扭转变形来耗散地震能钢板的弹塑性变形而被耗散。该阻尼器的最大量，减小结构的地震反应，进而减轻结构的损优点是，相同厚度处的各点将同时达到屈服使收稿日期：2013-12-04修订日期：2014-01-11作者简介：王桂萱（1960-），男，辽宁省大连市人，博士，教授，现主要从事岩土与地下工程、工程抗震等方面的研究工作。8防灾减灾学报30卷钢板材料的塑性性能得到充分发挥，耗能能力大大提高。图1X形、三角形和

5、中空菱形阻尼器Fig.1X－shaped、triangularanddiamond－shapedopeningdampers2．1．1X形和三角形阻尼器阻尼器参数对减震效果的影响，给出最佳的参1989［2］提出X型加劲钢板阻尼数取值范围。2004年台湾国立交通大学陈清祥年Whittaker等器并进行试验研究，结果表明X型加劲耗能装等［11］结合某加固工程实例证实其具有强大的抗置具有稳定的滞回性能和较强的耗能能力。为震消能能力，能够消减建筑物90％以上的地震了消除X型加劲阻尼装置竖向轴力对其的影响，反应。随后张文元等于2007年［12］提出了该

6、阻尼1993［3］提出了三角形的加劲钢板阻尼装器在整体结构中的数值模拟方法，并进行了地年Tasi等置，并对该阻尼装置进行了伪静力试验和装有震模拟分析，证明菱形开洞软钢阻尼器具有良［4］好的滞回性能，在整体结构中能够达到较好的TADAS装置的2层足尺钢框架伪动力试验。结果表明TADAS装置是一种理想的耗能装置，能减震效果；并于2008年［13］进行了多组振动台对有效的减小建筑框架的地震反应。比试验研究，证实其对结构的位移和加速度都1995［5］对X形和三角形钢板阻尼有很好的控制作用。年欧进萍等器进行了伪静力试验，比较他们的滞回特性和疲劳性能，总

7、结出其力学参数并建立了合理的计算模型。在此研究的基础上，吴斌等进一步整理试验数据，深入研究X形和三角形钢板阻尼器的疲劳性能，于1996年［6］通过疲劳试验确定了适合于X形和三角形钢板阻尼器的疲劳模型参数，建立了相应的疲劳设计准则。1997年吴斌等［7］对钢板屈服阻尼器另外一个值得注意的问题———薄膜效应进行讨论，结合之前的研图2钢棒圆环阻尼器究结果，提出钢板屈服阻尼器考虑薄膜效应的Fig.2Steelringdamper疲劳验算准则。2004年李翼龙等［8-9］分别基于双线性本构关系和ramberg－osgood本构关系推导出X形和三角形钢板

8、阻尼器的恢复力模型，为该类阻尼器的参数设计提供了坚实基础。2．1．2中空菱形阻尼器2003［10］提出了中空菱形阻年邢书涛和郭迅尼器，分析了这种阻尼器的力学性能和减