软钢耗能器的研究与应用进展.pdf

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1、软钢耗能器的研究与应用进展①王廷彦邓雪松吴从晓(广州大学土木工程学院，广州510405)摘要：本文总结了近年来国内外软钢耗能器的研究成果与应用概况，主要包括各种新型耗能装置的原理、构造、性能及应用，并提出了加强我国软钢耗能器研究与应用的建议。关键词：软钢阻尼器；耗(消)能器；弹塑性耗能装置；滞回性能DEVEI。OPMENTSONRESEARCHESANDAPPLICATIONSOFMILDSTEEI。DAMPERSWangTingyanDengXuesongWuCongxiao(SchoolofCivilEngineering，OuangzhouUnive

2、rsity，Guangzhou510405，P．R．China)Abstract：Thispapersummarizesaseriesofresearchesandapplicationsonmild—steeldampersinrecentyears．Itin—cludesprinciples，configurations，characteristicsandapplicationsofallkindsofnewenergydissipationdeviceswhicharemadeofmildsteel．Prospectsofresearchesand

3、applicationsonnewmild—steeldampersinourcountryaresug—gested．Keywords：mildsteeldamper；energydissipator；elastic—plasticenergydissipationdevice；hystereticcharacteristic1．引言消能减震技术是近年来迅速发展起来的一种更加合理、有效、安全、经济的工程抗震方法，这种方法彻底改变传统“强化”结构的抗震思路。它是在结构的某些部位(如支撑、剪力墙、节点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等)设置

4、耗能(阻尼)装置(或元件)，通过耗能(阻尼)装置产生摩擦，弯曲(或剪切、扭转)弹塑(或粘弹)性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的[1][引。目前，研究开发的耗能减震器种类很多，从耗能减震器的耗能机制来分，可分为摩擦耗能器、弹塑性耗能器、黏弹性阻尼器、黏滞阻尼器和电(磁)感应式耗能器。软钢耗能器是弹塑性耗能器中应用最为普遍的一类耗能器，它是利用软钢产生的弹塑性滞回变形来耗散多余的地震能量。软钢是屈服点为235N／mm2的钢材，常说的软钢有BT—LYP235和SS400两种(日本采用

5、的表示方法)[3]，在美国相当于ASTMA36钢材，在我①广东省自然科学基金项目(030501)·294·国相当于HPB235的钢材。软钢有密度大、塑性好、线膨胀系数大、屈服强度低等特点。由于软钢在进入塑性范围后具有良好的滞回特性，在弹塑性变形过程中可吸收大量的能量，因此，被用来制造各种类型的耗能装置。常见的软钢耗能器有：扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、受弯圆梁耗能器、u形钢板耗能器、钢棒耗能器、钢元件耗能器、圆环(方框)耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器、X型和三角形加劲耗能装置等[4。引。近些年来，国内外已研究开发了多种新型软钢耗能减震装置，如：开孔式加

6、劲阻尼器、单圆孔型软钢阻尼器、双X型软钢阻尼器、蜂窝状或槽型耗能器、无粘结支撑、Luara型耗能器、剪切联结耗能器等。本文主要介绍这些阻尼器的原理、构造、性能和工程应用，并提出了加强软钢耗能器研究与应用的建议。2．新型软钢耗能器的研究2．1开孔式加劲阻尼器开孔式加劲阻尼极HADAS)是由中国台湾的陈清祥研制的。它由若干块开菱形孔的钢板和上、下连接钢板所组成，如图1所示。开菱形孔钢板在平面外受力，从而产生塑性变形，以此来达到耗能减震的目的。开孔式加劲阻尼器的耗能原理与美国Whit—taker等人所提出的X型加劲阻尼耗能装置(ADAS)和台湾的蔡克铨等人所研制

7、的三角形加劲阻尼耗能装置是相同的。中国台湾地震工程研究中心【131和中国建筑科学研究院‘143对开孔式加劲阻尼器进行r性能试验，试验所得滞回曲线如图2所示。实验研究表明：该类阻尼器具有良好的消能功能；在1ram以内的变形即可发挥消能效果；其稳定性和效能较好。蚕长B蛊R图1开孔式加劲阻尼器(HADAS)图2开孔式加劲阻尼器的滞回曲线2．2钢板平面内耗能装置以往的加劲阻尼耗能装置，如X型、三角形等均采用耗能钢板平面外受力，利用钢板弯曲屈服以后产生明显的塑性变形来耗能减振。但是与平面内钢板耗能器在相同的用钢量条件下，这类阻尼器初始刚度较低，承载能力较差，以此制成

8、的耗能减震体系作用单一。钢板在平面内受力时则具有较大的初始刚度，但