桥梁用三角形钢板阻尼器恢复力模型的参数确定

刘腾飞 沈 星 叶爱君

1 引 言

金属阻尼器具有构造简单、滞回耗能能力好、形式多样、坚实耐用、经济性好等优点，是国内外广泛研究的一种结构耗能减震装置[1,2]。在各种金属阻尼器中，X形和三角形软钢阻尼器具有沿高度范围内各截面等厚度处同时屈服的优点，因而很多学者对其进行了大量的研究，并在建筑工程中得到了一定应用[3,4]。

然而，三角形钢板阻尼器在桥梁抗震中的研究和应用还较少。同济大学沈星、叶爱君等(专利公开号：CN102953327A)以三角形钢板为基本构件，提出了新型的桥梁横向钢阻尼器，使得三角形钢板阻尼器可以很方便地应用于桥梁减震。在桥梁减隔震体系中，三角形钢板阻尼器通常与活动支座组合使用，对阻尼器本身的强度和位移能力有较高的要求，但设置空间有限。因此，在桥梁减震优化设计中，必须要能较准确而且方便地确定钢阻尼器的力学参数。

三角形钢板阻尼器一般采用双线性恢复力模型[5]模拟其弹塑性性能，关键的力学参数包括屈服前刚度、等效屈服力、屈服后刚度和设计变形能力，而这些参数均要在得到钢板从弹性到塑性破坏全过程的力-位移曲线后才能确定，而且钢板进入塑性阶段后，应力重分布非常复杂，应变分布的均匀性也不符合理想状态，其变形随三角形板尺寸的变化规律也与弹性状态有所不同。基于这些原因，应用弹塑性力学的基本理论推导就难以满足桥梁减震设计的需求，而需要采用较为精确的板壳有限元方法来计算，这对于实际工程应用来说过于复杂了。……