新型弯拉变形转换金属阻尼器抗震性能研究★

姜驭勋，孟文盛

(大连交通大学，辽宁 大连 116028)

1 概述

传统建筑结构主要靠结构自身变形吸收地震能量的输入，该行为将导致主体结构构件发生破坏，并造成重大的经济财产损失。阻尼器的设置可以有效耗散外部能量的输入，进而避免主体结构过早进入塑性变形状态，从而降低甚至避免主体结构的破坏。

典型的金属阻尼器装置往往通过其弯曲[1-2]、剪切[3-4]、拉伸压缩[5-7]变形进行屈服耗能。金属阻尼器通过其自身的塑性变形行为消耗外部能量，具有耗能能力强、力学性能稳定、数值计算方便、易于实现不同强度和刚度、制造成本低等优点，被广泛应用于实际工程结构的抗震设计中[8]。已有阻尼器的屈服变形行为往往均为单一的变形形式，其受载值达到屈服荷载后变形及承载能力则显著降低，无法再有效提升结构的整体抗震性能。本文提出一种新型弯-拉变形转换金属阻尼器，该阻尼器在低位移水平下发生弯曲变形进行屈服耗能，随着外部荷载的增加其变形机制由弯曲变形转换为拉伸变形，且承载力再次提高，进而使结构的二次抗震能力显著提升，研究该类金属阻尼器的抗震性能，具有极大的实际工程意义。

2 阻尼器设计及工作机理

本文提出的弯-拉变形转换阻尼器主要包括外部高强钢管、十字形耗能钢板和中心处加载轴构成，见图1，其中b为耗能钢板宽度，取值分别为20.0 mm,22.5 mm和25.0 mm；t为耗能钢板厚度，取值分别为10.0 mm,12.5 mm和15.0 mm。鉴于耗能钢板的厚度和宽度对其抗震性能影响最为显著，因此本文共设置3种钢板厚度和3种钢板宽度加载工况，以便对阻尼器的力学性能进行参数化研究。……