低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器研究現(xiàn)狀分析

韓露　邢書(shū)美　宋中霜

摘 要：縱觀國(guó)內(nèi)外的眾多地震，都給我們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，而低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器能夠在地震中吸收大部分的能量，具有很好的抗震減震性能，本文主要對(duì)低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述和相應(yīng)的對(duì)比分析，并對(duì)其后續(xù)的研究工作提出自己的看法。

關(guān)鍵詞：低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器；國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀對(duì)比分析

1 引言

研究表明滯變型阻尼器能夠利用塑性金屬材料的滯變很好的消散作用在建筑物上地震能量，這種類型的阻尼器與其構(gòu)造尺寸相比有非常大的耗能能力[1]；在目前的研究中，許多學(xué)者都利用抗震用低屈服點(diǎn)鋼，設(shè)計(jì)出剪切板阻尼器進(jìn)行相應(yīng)的研究。本文主要對(duì)低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)其后續(xù)的研究工作提出自己的看法。

2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀

Nakashima[2]在對(duì)由LYP100制作的6個(gè)低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器進(jìn)行了試驗(yàn)研究，其中3個(gè)試件進(jìn)行單調(diào)加載，3個(gè)進(jìn)行低周往復(fù)循環(huán)加載，結(jié)果表明：該阻尼器具有良好的耗能能力，其耗能能力是其他相同線彈性、完全塑性系統(tǒng)的1.5～2倍。Kiyoshi Tanaka[3]對(duì)核心板采用LYP100、上下左右翼緣板采用SM490A的剪切板阻尼器進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)研究，研究表明：核心板的寬厚比越大，其面外屈曲變形也越大，并且這種面外變形的顯著程度隨著寬厚比的變小而有所降低。為了充分發(fā)揮低屈服點(diǎn)鋼的塑性變形能力，避免核心板板角處應(yīng)力集中產(chǎn)生的過(guò)早破壞，學(xué)者ZHANG Chaofeng[4]對(duì)阻尼器核心板進(jìn)行了不同方式（中部變薄、開(kāi)槽削弱、開(kāi)孔削弱）的削弱，研究表明：開(kāi)孔削弱對(duì)阻尼器的延性影響非常小，但是卻造成了阻尼器滯回曲線的捏縮；另外兩種削弱方式提高了阻尼器的延性，雖然滯回曲線沒(méi)有未削弱的飽滿，但是差別不大，表現(xiàn)出了很好的性能。

3 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀

李玉順、劉瑞[5]等對(duì)一棟實(shí)際的三層鋼框架進(jìn)行了擬動(dòng)力試驗(yàn)，研究表明：在整個(gè)加載過(guò)程中，框架柱和間柱一直處于彈性狀態(tài)，而安裝在結(jié)構(gòu)上的剪切板阻尼器發(fā)生了很大的塑性變形，結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)明顯降低。肖鵬[6]等對(duì)剪力作用下無(wú)肋矩形板的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得出了不同邊界條件下的剪切屈曲系數(shù)kcr；對(duì)剪力作用下的有肋矩形板的穩(wěn)定性也進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到了矩形板在不同形狀系數(shù)下的最小肋板剛度比。學(xué)者陳之毅[7]等對(duì)反復(fù)荷載作用下的剪切板阻尼器的抗剪極限強(qiáng)度進(jìn)行了分析，提出了一種考慮左右側(cè)翼緣板抗彎承載力的抗剪極限承載力計(jì)算公式，并通過(guò)Abuqus有限元程序分析表明當(dāng)側(cè)翼緣板承擔(dān)的剪力占總抗剪承載力的13%～28%時(shí)，其不僅有約束核心板邊界的作用，而且還通過(guò)抗彎承擔(dān)了部分剪力。林堅(jiān)湘[8]等對(duì)剪切板阻尼器的理論公式進(jìn)行了推導(dǎo)，主要包括平面內(nèi)剪切屈服力和屈服位移、腹板的剪切屈曲臨界應(yīng)力、腹板發(fā)生屈曲的臨界高厚比公式；并且該學(xué)者還對(duì)自行設(shè)計(jì)的七種剪切板阻尼器進(jìn)行了有限分析和試驗(yàn)研究，重點(diǎn)考察了側(cè)翼緣板厚度、核心板的形狀系數(shù)對(duì)阻尼器耗能性能的影響。

4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

通過(guò)以上低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的概述，我們可以看出相應(yīng)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：（1） 保持剪切板阻尼器核心板的強(qiáng)度和高度一定，改變核心板的厚度，探討核心板的高厚比對(duì)阻尼器耗能性能的影響；（2） 保持阻尼器核心板厚度一定，改變核心鋼板的強(qiáng)度等級(jí)，研究不同等級(jí)低屈服點(diǎn)鋼對(duì)阻尼器性能的影響；（3） 保持阻尼器核心板厚度、強(qiáng)度一定，在核心板上設(shè)置一定構(gòu)造形式的加勁肋，研究加勁肋的設(shè)置方式和設(shè)置數(shù)目對(duì)其性能的影響；（4） 對(duì)剪切板阻尼器在往復(fù)循環(huán)加載過(guò)程中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的理論分析，并對(duì)核心板的面外屈曲、應(yīng)變強(qiáng)化以及阻尼器的耗能評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析；

但是這些試驗(yàn)和理論研究?jī)H限于國(guó)外，國(guó)內(nèi)的一些學(xué)者僅對(duì)低屈服點(diǎn)鋼剪切板阻尼器進(jìn)行了相應(yīng)的理論和有限元分析比較，并沒(méi)有利用國(guó)產(chǎn)低屈服點(diǎn)鋼設(shè)計(jì)制作不同形式的阻尼器，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)研究，所以目前對(duì)國(guó)內(nèi)的研究還處于起步階段，需要設(shè)計(jì)制作大量的阻尼器進(jìn)行性能試驗(yàn)研究，分析總結(jié)以便更好地應(yīng)用于工程實(shí)踐。在目前的研究中還缺乏對(duì)安裝有剪切板阻尼器鋼框架的抗震性能研究，需要切實(shí)考查阻尼器在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的性能；除此之外，對(duì)其滯回模型的研究還處于起步階段，需要結(jié)合各項(xiàng)同性強(qiáng)化、隨動(dòng)強(qiáng)化準(zhǔn)則以及能夠反映低屈服點(diǎn)鋼材料包辛格效應(yīng)的RO模型來(lái)綜合考慮。

參考文獻(xiàn)

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