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第４７卷第２４期山西建筑Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．２４

·４０·２０２１年１２月ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＤｅｃ．２０２１

１０．１３７１９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６８２５．２０２１．２４．０１３

ＤＯＩ：

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）

摘要：提出了一种用于建筑结构减震的新型弯－拉变形转换金属阻尼器。基于ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对其在低周往复荷载作用

下的力学性能进行了研究，对其主要力学性能进行了分析，结果表明该阻尼器能够在低位移水平下发生弯曲变形进行屈服耗能，

高位移水平下则转换为拉伸变形进行减震耗能。

关键词：阻尼器；屈服荷载；滞回性能；极限荷载

中图分类号：ＴＵ３５２．１１文献标识码：Ａ１００９－６８２５（２０２１）２４－００４０－０２

文章编号：

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。

［１－２］

典型的金属阻尼器装置往往通过其弯曲、剪

［３－４］［５－７］

切、拉伸压缩变形进行屈服耗能。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、３有限元模型建立

制造成本低等优点，被广泛应用于实际工程结构的抗震设基于ＡＢＡＱＵＳ软件建立阻尼器的有限元模型，外部钢

［８］管、加载轴和十字形耗能钢板均采用八节点三维实体减缩

计中。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积分单元Ｃ３Ｄ８Ｒ，钢管与耗能钢板焊接区域及加载轴与耗

低，无法再有效提升结构的整体抗震性能。本文提出一种能钢板焊接区域均采用Ｔｉｅ命令进行绑定，以此保证两者

新型弯－拉变形转换金属阻尼器，该阻尼器在低位移水平间的变形协调，加载轴的受载端通过参考点进行刚体连接，

下发生弯曲变形进行屈服耗能，随着外部荷载的增加其变其有限元模型如图２所示。阻尼器各组件材料均选用双线

形机制由弯曲变形转换为拉伸变形，且承载力再次提高，进性随动强化本构模型。

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２０．０ｍｍ，２２．５ｍｍ和

２５．０ｍｍ；ｔ为耗能钢板厚度，取值分别为１０．０ｍｍ，