摘要：耗能减震技术是把结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位（节点或连接处）装阻尼器。目前研究开发的阻尼器归纳起来主要分成两类，一类是滞回装置，包括金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器，另一类是粘性装置，包括粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。前一类阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对位移，粘滞阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对速度，而粘弹性阻尼器耗能则既依赖于阻尼器自身的相对位移，也依赖于阻尼器自身的相对速度。
关键词：阻尼器；构造；耗能
1.陈子康等对新型弧形钢棒阻尼器（如下图1所示）性能进行ABAQUS 软件有限元数值分析，该阻尼器采用局部削弱构造，分别采用了两种削弱方案：方案A（两种削弱方案）；B 方案（端部削弱，中部保持削弱后的截面尺寸不变），研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响，结果表明：两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大，耗能效果得到了提升，且 A 方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多。
图1 新型弧形钢棒阻尼器
图2 新型弧形钢棒阻尼器的方案A、B
2.周云等对高阻尼橡胶阻尼器的性能方面进行了试验研究，分别研究了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验，得出了在不同工况下高阻尼橡胶阻尼器的存储剪切模量、损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比等力学性能的变化规律，指出高阻尼橡胶阻尼器力学性能与剪切变形和加载频率具有一定的相关性，剪切变形越大，阻尼力越大，存储剪切模量、损耗剪切模量以及等效黏滞阻尼比有所降低；加载频率越大，滞回曲线越饱满，存储剪切模量变化较小，损耗剪切模量、最大阻尼力以及等效黏滞阻尼比有所增加。
3.王爽等采用有限元软件ABAQUS对开椭圆形孔、菱形孔和条形孔这3种新型开孔H型钢阻尼器的耗能性能进行数值分析，研究了开孔形状、肢宽与肢高等参数对新型耗能器耗能性能的影响。分析结果表明：新型H型钢耗能器具有饱满的滞回曲线，屈服位移较小、耗能性能稳定，耗能器的屈服位移、初始刚度和等效阻尼比随各肢钢板宽度增大（或高度减小）而增大；在开孔率相近或者肢宽相同的情况下，菱形孔H型钢耗能器的等效阻尼比要比条形孔和椭圆形孔的大，且应力分布更加均匀。
4.闫维明等提出了一种具有大变形能力的新型转动式铅剪切阻尼器，
阐述了其基本构造和耗能原理，通过低周往复荷载试验，研究了不同位移行程工况下该阻尼器的滞回耗能性能；与利用有限元软件模拟低周往复荷载作用下该阻尼器的滞回特性进行对比，性能试验及有限元分析结果表明：新型转动式铅剪切阻尼器滞回曲线基本呈矩形；阻尼器的阻尼力随剪切铅块长度和宽度的增加而增大；铅块厚度对阻尼器屈服力的影响较小。
5.杨军等利用铅的塑性变形能力，设计制作了铅挤压阻尼器如下图所示，在地震或风作用下，结构振动传给铅阻尼器，推动挤压轴往复运动。
通过往复加载试验研究了铅挤压阻尼器，得到试件在不同频率、位移下的实测滞回曲线，根据实测滞回曲线，可实验结果得到的阻尼器屈服挤压力与解析法和有限元法相对比，结果表明有限元计算的屈服力与试验测得的值比较接近，两者相差7%。
6.徐增武等针对传统栓焊混合连接节点存在的问题提出了一种新型的适用于梁柱强轴方向连接的带 U 形阻尼器的梁柱节点，这种是种半刚性节点，具有较大的变形能力及良好的耗能性能，且在荷载作用下节点的破坏主要集中在阻尼器上，修复节点时只需更换阻尼器便可达到修复节点的目的。
首先对 U 形阻尼的力学性能进行了理论分析，推导了阻尼器在拉压荷载下的弹性初始刚度计算公式及极限荷载计算公式，并通过有限元软件建立了四组U 形阻尼器模型并进行单调加载分析，通过和有限元分析结果的对比，验证了理论公式的可行性。
其次本文基于有限元分析软件 Abaqus 对带 U 形阻尼器梁柱节点的抗震性能进行了研究，包括滞回性能、刚度、承载力、刚度退化及破坏模式等。同时，本文还讨论了 U 形阻尼器 U 形截面段厚度、高度、半径以及平板段厚度等方面对节点抗震性能的影响进行了对比分析。
7.卢德辉等管铅阻尼器端部构造形式直接影响其破坏形式及力学性能。该文首先对钢管铅阻尼器钢管过渡段构造形式进行改进，提出一种新的构造形式；其次，建立钢管铅阻尼器的有限元模型，提出适合钢管铅阻尼器的金属材料随动强化混合模型参数的计算公式，开发了便于准确、快速建立钢管铅阻尼器有限元模型的参数化建模平台；再次，对比有限元分析与钢管铅阻尼器试验的结果，对比的结构包括：变形及破坏特征对比、滞回曲线对比，验证有限元模型的可靠性。
总结
阻尼器的研究主要是在阻尼器的构造、耗能效果、性能特点、工程应用实例等几个方面；（1）阻尼器的构造方面主要研究的是：分析阻尼器的耗能机理，推到出阻尼器的恢复力模型，通过对比不同的阻尼材料、不同的结构参数来优化阻尼器的力学性能，达到阻尼器的一个理想的耗能状态。（2）阻尼器的耗能效果采用有限元建模方法，通过施加不同的位移荷载方式下得到的不同的的滞回曲线，通过分析滞回曲线形状、滞回面积确定阻尼器的耗能效果，另外通过施加周期循环荷载得到的滞回曲线可得到阻尼器的耗能的骨架曲线反映了构件受力与变形的各个不同阶段及强度、刚度、延性、耗能及抗倒塌能力等特性。
参考文献：
[1]陈子康，邓雪松，周云等. 基新型弧形钢棒阻尼器性能的有限元数值分析[J]. 桂林理 工大学学报，2018，8（3）.
[2]周云，石菲，徐鸿飞等. 高阻尼橡胶阻尼器性能试验研究[J]. 地震工程与工程振动，2016：4（36）.
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[4]闫维明，刘猛，李振宝等. 新型铅剪切阻尼器的数值模拟试验研究[J]. 北京工业大学学报，2008：21（34）.
[5]杨军，李黎，叶昆等. 铅挤压阻尼器的研究[J]. 地震工程与工程振动，2006：6（34）.
[6]徐增武等. 带 U 形阻尼器梁柱节点的力学性能研究[D].西安：西安建筑科技大学，2014，.
[7]卢德辉，邓雪松，张超等. 钢管铅阻尼器构造优化及模拟分析[J]. 工程力学，2017：3（34）.
论文作者:刘建武
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：阻尼器论文; 阻尼论文; 有限元论文; 性能论文; 节点论文; 荷载论文; 弧形论文; 《基层建设》2019年第12期论文;