剪切板阻尼器的滞回性能参数研究

对具有等间距加劲肋的剪切板阻尼器进行参数分析,考察包括腹板柔细比参数Rw、翼缘对腹板的板厚比tf/tw、加劲肋刚度比γs/γs*和形状系数α等力学性能参数对剪切板阻尼器滞回性能和延性的影响,并提出合理的参数取值范围。为了更真实地反映剪切板的非线性大变形行为,以通用有限元程序ABAQUS为模拟平台,考虑初始变形和残余应力两种初始缺陷,采用修正双屈服面模型描述反复荷载下的材料本构关系。静力反复加载的数值试验结果表明,在所建议的参数取值范围内,这类剪切板阻尼器具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性,可作为有效的消能减震装置用于建筑和桥梁等工程结构中。

反复荷载作用下剪切板阻尼器的抗剪极限强度

为了使剪切板阻尼器具有稳定的滞回耗能特性,避免其腹板发生局部屈曲,提出了一种考虑翼缘抗弯承载力贡献的剪切板阻尼器抗剪极限强度计算公式,为剪切板阻尼器的设计与应用提供了参考.剪切板阻尼器作为消能减震装置应用于建筑和桥梁等工程结构,可有效减轻地震破坏作用.基于通用有限元程序ABAQUS,对反复荷载作用下单侧布置1、2或3对双向加劲肋的剪切板阻尼器进行了一系列的精细化有限元计算与分析.计算模型考虑了初始变形和残余应力两种初始缺陷,采用修正双屈服面模型描述反复荷载下的钢材料本构关系.研究结果表明,翼缘所承担的剪力约占总抗剪承载力的13%28%,设计时不能忽略.

低屈服点钢剪切板阻尼器滞回性能试验研究

为改善传统滞变型阻尼器在小振动变形时不明显的耗能效果,利用国产低屈服点钢设计了5个剪切板阻尼器(LYPSSP),并对其进行低周往复循环荷载试验,重点考察阻尼器核心板连接方式、高厚比、十字加劲肋对其滞回性能的影响。研究结果表明:核心板与翼缘板通过熔透焊缝连接与螺栓连接相比,构造简单、可靠度高且易加工;由国产低屈服点钢制作的剪切板阻尼器滞回曲线饱满,耗能性能好,在同一位移级别下循环的滞回曲线基本上重合,稳定性好,并且在整个循环加载过程中,强化现象非常明显,破坏之前也没有出现强度和刚度的突然改变;以P/Py为设计目标时,核心板高厚比越小、面外屈曲越小,滞回曲线就越饱满,耗能性能就越好;根据等效粘滞阻尼器系数和平均耗能指数,能够对阻尼器的耗能性能很好地做出评价。

RC框架结构采用软钢剪切板阻尼器的计算分析及阻尼力对框架梁性能的影响研究

以一个典型的6层框架结构为算例,对纯框架结构和安装有墙式支撑软钢剪切板阻尼器的消能框架结构进行了Pushover分析。通过Pushover分析结果的对比,在研究采用墙式支撑软钢剪切板阻尼器对框架结构抗震性能的影响的基础上,重点探讨了阻尼力对框架梁受力性能的影响。研究发现,采用墙式支撑软钢剪切板阻尼器可以有效地提高框架结构的抗震能力,但是通过墙式支撑传递的阻尼力对框架梁靠近连接部位的抗弯性能和抗剪性能会产生不利影响。

变厚钢剪切板阻尼器及其性能研究

当宽高比和宽厚比在一定范围时,传统的(等厚)钢剪切板阻尼器(SPD)应力状态可视为纯剪切状态;而且,由于应力集中,SPD中板的四角点先屈服,再向对角方向发展(即呈X型对角线发展)。为改进SPD的减震行为,提出了一种新型的变厚钢剪切板阻尼器(VTSPD)。VTSPD的中间截面厚度最小,往上、下两边方向厚度呈二次抛物线变化。基于有限元数值分析,发现VTSPD的广义屈服剪力更接近于纯剪切板的理论值,截面塑性发展更优越,且具有更强的变形能力。进一步,对VTSPD的最大与最小厚度比T/t(称为截面变异系数)和宽厚比b/t取值进行了研究。通过位移加载下VTSPD的数值分析,发现当宽厚比在20<b/t<50和截面变异系数T/t≥1.8时,VTSPD具有最优的力学性能。