新型彎曲型與剪切型軟鋼阻尼器的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、地震和風(fēng)振作用在實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于能量的輸入，因此在強(qiáng)震和大風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)物應(yīng)有足夠的耗能能力，才能夠避免發(fā)生破壞。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法依賴于某些特定結(jié)構(gòu)部位的非彈性變形來耗能。災(zāi)后結(jié)構(gòu)發(fā)生的永久性破壞即使可能修復(fù)，也需要花費(fèi)大量的資金。而在結(jié)構(gòu)中安裝了指定的耗能裝置后，輸入結(jié)構(gòu)的能量將轉(zhuǎn)移到這些裝置中被耗散掉，從而將有效的減小結(jié)構(gòu)本身的破壞。
　　金屬阻尼器是被動(dòng)減震領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛應(yīng)用的一種耗能裝置，具有滯回耗能性能優(yōu)良，受外界環(huán)境影響小，

2、制作、安裝及更換方便快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)。按照其耗能變形的方式，主要分為三類：利用金屬軸向屈服變形耗能的阻尼器，利用金屬剪切屈服變形耗能的阻尼器以及利用金屬彎曲屈服變形耗能的阻尼器。另一方面，軟鋼材料由于其優(yōu)良的塑性變形能力和較低的屈服點(diǎn)，逐漸成為抗震用鋼的一個(gè)新鋼種和重點(diǎn)鋼種。本文所研究的兩種阻尼器分別為鼓形開洞軟鋼阻尼器和防屈曲軟鋼剪切板阻尼器，其中前者是利用軟鋼的面外彎曲屈服變形進(jìn)行耗能工作，后者是利用軟鋼的面內(nèi)剪切屈服變形進(jìn)行耗能工作

3、。
　　通過理論分析，分別歸納總結(jié)了鼓形開洞軟鋼阻尼器和防屈曲軟鋼剪切板阻尼器的受力特性，并針對其滯回模型所對應(yīng)的主要性能參數(shù)做了理論推導(dǎo)，為后期試驗(yàn)提供理論依據(jù)，為工程初步設(shè)計(jì)提供理論參考。
　　通過ANSYS有限元分析，對兩種阻尼器進(jìn)行單調(diào)和往復(fù)加載模擬分析，研究其受力狀態(tài)、應(yīng)力分布及變形形態(tài)，得出了阻尼器的彈性剛度、屈服力及屈服位移等性能參數(shù)。結(jié)果表明：對于鼓形開洞軟鋼阻尼器，開洞有利于核心耗能板的應(yīng)力均勻分布：對于防

4、屈曲軟鋼剪切板阻尼器，夾板約束有利于改善耗能板的耗能性能。兩種阻尼器都具有良好的耗能能力。
　　通過新型彎曲型鼓形開洞軟鋼阻尼器的低周反復(fù)加載試驗(yàn)，研究了該軟鋼阻尼器的耗能能力及低周疲勞性能，驗(yàn)證了軟鋼阻尼器核心性能參數(shù)理論公式的實(shí)際可行性。結(jié)果表明：新型彎曲型鼓形開洞軟鋼阻尼器均具有良好的耗能性能與低周疲勞性能，符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的規(guī)定；該阻尼器的核心性能參數(shù)理論公式均具有較高的可信度，可以用于

5、該阻尼器的初步設(shè)計(jì)。
　　通過防屈曲軟鋼剪切板阻尼器的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了軟鋼阻尼器對鋼框架整體減振的效果。結(jié)果表明：在軟鋼阻尼器彈性階段，阻尼器未進(jìn)入屈服耗能，只為結(jié)構(gòu)提供附加剛度，有利于減小框架的層間側(cè)移：在軟鋼阻尼器塑性階段，阻尼器開始進(jìn)入屈服耗能工作，為結(jié)構(gòu)提供附加剛度和附加阻尼，能夠有效的減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。
　　通過SAP2000對設(shè)置了軟鋼阻尼器的框架進(jìn)行減振時(shí)程分析，總結(jié)了軟鋼阻尼器的框架減振工程應(yīng)用辦法。結(jié)果