结构减振技术及其计算 ——金属阻尼器结构及形式与工作原理 黄 镇 金属阻尼器核心耗能部件一般都会采用软钢制造，根据受力机理大致上可以分为弯曲型和剪切型两种。 金属阻尼器的种类 1、弯曲型 金属阻尼器的种类 工作原理 在地震作用下，结构产生层间变形，使安装在结构层间的软钢阻尼器的顶部和底部产生相对位移，使钢板受弯，钢板受弯屈服后，钢板的弹塑性滞回耗能消耗结构振动的能量，给结构附加阻尼，从而减小结构的振动。 X形和三角钢板阻尼器因其特殊的构造使其类似等强度梁，各个截面同时达到屈服，最大限度地消耗结构的地震能量。 （1）三角形 三角钢板阻尼器由若干块三角钢板、两块顶板以及连接螺栓组装而成。 （a）三角钢板正视图 （b）阻尼器侧视图 （c）阻尼器俯视图 三角形钢板阻尼器的构造 （2）X形 金属阻尼器的种类 （a）X形钢板正视图 （b） 阻尼器端板 （c）阻尼装置侧视图 X形钢板阻尼器的构造 X形钢板阻尼器由若干块X形钢板、连接端板、垫板和连接螺杆组装而成。 （3）菱形开洞（HADAS） 金属阻尼器的种类 2、剪切型 金属阻尼器的种类 工作原理 在地震作用下，结构产生层间变形，使安装在结构层间的剪切型阻尼器的顶部和底部产生相对位移，使钢板受剪，钢板受剪屈服后，钢板的弹塑性滞回耗能消耗结构振动的能量，给结构附加阻尼，从而减小结构的振动。 剪切型阻尼器因其构造使其各点具有相同剪应变，各点同时达到屈服，最大限度地消耗结构的地震能量。 剪切型与弯曲型不同，前者存在平面外屈曲的问题，而后者则不存在此问题。 （1）不开洞，但进行加劲来防止平面外屈曲 剪切板阻尼器组成部件 金属阻尼器的种类 金属阻尼器的种类 鼓形开洞阻尼器的构造如下图所示，其主要由若干块相互平行的核心耗能板及顶板、底板所构成。 核心耗能板与顶板、底板之间采用焊接连接，顶板、底板上开设螺栓孔，阻尼器与支撑及框架梁之间采用高强螺栓连接。 面外弯曲软钢阻尼器性能研究 试验采用东南大学四牌楼校区的MTS液压伺服系统来进行加载。为保证试验加载过程中顶板与底板互相平行，可采用上图所示的加载方案。 面外弯曲软钢阻尼器性能研究 循环往复加载过程中阻尼器的变形状态 面外弯曲软钢阻尼器性能研究 阻尼器性能测试滞回曲线 上图所示为其中两组阻尼器的滞回曲线。可见该阻尼器滞回曲线饱满，耗能性能好。 面外弯曲软钢阻尼器性能研究 阻尼器疲劳性能测试 上图所示为其中两组阻尼器的定幅往复加载试验前60圈力—位移曲线。阻尼器各项性能指标没发生显而易见地下降。可见该阻尼器完全满足《建筑结构抗震设计规范》中对位移相关型阻尼器低周疲劳性能的要求。 面外弯曲软钢阻尼器性能研究 新型剪切型软钢阻尼器性能研究 目前受剪钢板常用防屈曲措施 新型剪切型软钢阻尼器性能研究 肋板防屈曲方案 夹板防屈曲方案 边框防屈曲方案 两阶段工作阻尼器 两阶段工作金属阻尼器构造如图所示，阻尼器由矩形顶板、底板及中间核心耗能构件组成； 核心耗能构件由面内剪切板和面外弯曲板构成，剪切板、弯曲板与上顶板下底板通过焊缝连接，整个装置与建筑通过螺栓相连。 两阶段工作阻尼器——工作原理 在小震作用下，拥有较小屈服位移的剪切型钢板率先达到屈服强度，进行屈服耗能，而具有较大屈服位移的弯曲型钢板则处于弹性状态，此为第一阶段耗能，即小震时的地震能量全部由先屈服耗能钢板耗散。 在大震作用下，耗能装置中具有较大屈服位移的弯曲型钢板也达到其屈服强度，开始步入塑性状态，此时两种类型的耗能钢板共同耗散地震能量，此为第二阶段耗能，即大震的地震能量由耗能装置整体耗散。 THE END 联系地址：东南大学土木工程学院 南京江宁区东南大学路2号 东南大学九龙湖校区 邮 编：211189 联系方式电子邮箱：/div
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