U型金属阻尼器受力性能和数值模拟分析方法研究*

种 迅，侯林兵，陈 曦，解琳琳，蒋 庆，苗启松

(1 合肥工业大学土木与水利工程学院， 合肥 230009； 2 北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045；3 北京建筑大学土木与交通工程学院， 北京 100044)

0 引言

降低地震所引起的各种损失，提高工程结构的抗震性能，是现代建筑结构设计的重点内容[1]。目前，采用阻尼器提高建筑结构的阻尼比，从而减小结构地震响应是一种有效的减震方法。其中，金属阻尼器因制作方便、性能稳定得到了广泛应用[2]。

常见的金属阻尼器根据受力状态可分为扭转型[3]、剪切型[2]、拉压型[4]及弯曲型[5]金属阻尼器。其中，U型金属阻尼器是一种典型的弯曲型金属阻尼器，由带形钢板弯曲180°制成，其构造如图1所示。可将U型金属阻尼器分为三个部分：上平直段、圆弧段和下平直段。主要的几何参数有U型金属阻尼器的板厚t，板宽B，圆弧段的半径R，平直段的长度L以及平直段的有效长度L′(L′=L-a-b-r，其中：r为螺栓半径；a为螺栓之间的距离；b为外侧螺栓与阻尼器边缘的距离)。

图1 U型金属阻尼器示意及实物图

U型金属阻尼器可由软钢和硬钢制成。软钢屈服点低，塑性较好，可以较好地使阻尼器在低荷载水平下进入塑性，耗散能量，成为抗震设计的第一道防线；硬钢屈服点高，屈服位移大，弹性恢复力大，有较大的刚度，可减小结构的位移，被广泛应用于阻尼器减震装置以及高层结构的限位装置[6]。

国内外很多学者对U型金属阻尼器的力学性能和耗能减震的特点开展了试验研究。Baird等[7]对安装于墙板之间的U型金属阻尼器进行了低周反复荷载作用下的试验研究；……