软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述
软钢阻尼器在钢结构加层中的减震性能研究
摘
要： 基 于框 剪结 构采用钢结构直接加层后 ， 结构的整体质量 、 刚度、 周期等都会发生较大变化 ， 对安装有软
钢阻尼器和未设软钢阻尼器 的加层钢结构 运用有限元软件进行 动力 时程 分析 ， 分析表 明 ： 软钢阻尼器 可 以有
效降低直接加层钢结构在 罕遇地 震下的反应 ， 提高 了结构 的整体抗 侧刚度 ， 层 间位 移和层 间剪力有 显著 的减
３ ． Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎ ｇ Ｂ ｕ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｇａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ ４ １ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ － ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｗａ ｌ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ １ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｓ ｔ ｉ ｆ ｆ ｎ ｅ ｓ ｓ ，ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｔ ｌ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ —
小， 较好地控制了钢结构直接加层产生 的鞭梢效应 现象 ， 减震效果 明显． 关键词 ： 软钢阻尼器 ； 框剪结 构 ； 钢结构直接加层 ； 耗能减震
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ３ ９ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ４ ６ ０ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ０ ２ ２ — ０ ５
阻尼器在结构工程中的应用研究
阻尼器在结构工程中的应用研究随着现代建筑技术的不断发展，结构工程领域也在迅速进步，阻尼器作为一种重要的调节装置，被广泛应用于建筑和桥梁工程中。
本文旨在探讨阻尼器在结构工程中的应用研究，并讨论其对结构性能的影响。
首先，我们需要了解阻尼器的基本原理。
阻尼器是一种可以消耗结构振动能量的装置，通过吸收和分散振动能量，减少结构的振动响应。
在结构受到外部力的作用下，阻尼器通过内部阻尼机构迅速吸收能量，阻尼器的加装能够有效减少结构的振幅和振动周期，提高结构的稳定性和抗震性能。
因此，在地震多发地区，阻尼器被广泛应用于抗震设计中。
其次，我们需要了解不同类型的阻尼器及其特点。
根据结构工程的不同需求，阻尼器可以分为液态阻尼器、摩擦阻尼器和液压摩擦阻尼器等。
液态阻尼器通过油液的粘性和摩擦特性来实现能量的消耗，具有较好的线性响应和稳定性。
摩擦阻尼器则通过摩擦力来减少结构振动，其特点是具有较大的耗能能力和较简单的结构形式。
液压摩擦阻尼器则结合了液态阻尼器和摩擦阻尼器的优点，具有较好的稳定性和耐久性。
接下来，我们需要探讨阻尼器在结构工程中的实际应用。
阻尼器在高层建筑中的应用可以显著减少结构的动态响应，提高整体的抗震性能。
例如，在上海的上海中心大厦中，采用了大规模的液态阻尼器系统，可以使建筑在地震或风荷载作用下减少60%的位移幅值，保证建筑物的安全性。
此外，阻尼器在桥梁工程中也有广泛应用，例如东京湾海底隧道的液压摩擦阻尼器系统，可以减少结构的纵向和横向位移，确保交通运输的顺畅和安全。
最后，我们需要分析阻尼器对结构性能的影响。
阻尼器的加装可以显著改善结构的动力特性，降低结构的共振频率，减少结构的振动幅值，提高抗震性能。
此外，阻尼器的加装还可以减少结构与周围环境的振动传递，保护结构和设备的完整性和稳定性。
然而，阻尼器的应用也存在一定的问题，如安装和维护成本较高，结构设计和施工难度大等。
综上所述，阻尼器在结构工程中的应用研究具有重要意义。
阻尼器在结构振动控制的应用探讨
阻尼器在结构振动控制的应用探讨引言截止到目前，消能减震技术不断发展完善，俨然已经成为结构振动控制的一项非常重要的手段。
结构的动力特性得到了有效的完善，从而使得建筑结构在地震、风振的作用下的振动响应得到了有效的控制。
早在古代社会，人们利用减震技术建造了一座座各种各样的建筑，这些建筑历经无数次大震小震，直到今日依旧完美如初，这充分说明了减震技术的可行性，值得我們深入思考研究。
用全新的"以柔克刚"思维方式取代以往的"以强制强"，用"消能减震"代替"增强结构"，完成了"小震不坏、中震可修、大震不倒"的目标，有效的对地震响应进行了控制。
现阶段，人们将阻尼器安装在建筑结构中，这是当前最为常用的消能减震技术之一。
自从我国的北京饭店、中国革命历史博物馆等重要建筑中安装了阻尼器，用于抗震加固之后，我国的消能减震技术翻开了历史的新篇章。
一、结构的消能减震装置经历数十载的发展研究，消能减震技术愈加成熟，种类不断齐全，主要可以分为速度相关型和位移相关型。
其中常见的位移相关型阻尼器包括金属阻尼器、摩擦阻尼器，在外界荷载的作用下，发生的位移达到预定界限，方可发挥其作用；最为常见的速度相关型阻尼器包括粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器，其性能的发挥和速度有着密切的联系。
现阶段我国的消能减震阻尼器主要存在以下几种类别。
（1）粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器主要由粘弹性材料和约束钢板组成。
在外界作用下粘弹性材料通过剪切变形或者拉压变形来完成对振动能量的耗散。
一般可分为拉压型阻尼器和剪切型阻尼器。
粘弹性阻尼器将一部分能量储存起来，另一部分以热能的方式进行耗散[1]。
粘弹性阻尼器耗能能力优异，制作工艺简单快捷、安装方便、具有较强的实用性；但是同时也有明显的缺点，由于粘弹性材料的自身属性导致其耗能能力受外界温度的影响比较明显[2]，当应变量较大时，粘弹性在发生作用的过程中会产生热量，将会呈现非线性变化，这将导致其耗能能力大打折扣。
粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用研究
粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用研究摘要：粘弹性阻尼器通过增加结构的阻尼，耗散结构的振动能量来达到减小结构反应的目的，由于造价较低，设计方便，施工简单，而且不会影响结构的系统稳定性，已成为结构工程中应用最广泛的控制装置。
本文介绍了粘弹性阻尼器的工作原理，分析了粘弹性阻尼器的计算模型，并建立了结构在地震作用下的运动方程，对安装了粘弹性阻尼器的框架结构进行了地震响应分析，通过安装粘弹性阻尼器前后结构动力特性以及地震响应的分析，可以得到，安装阻尼器装置之后，结构的抗震性能得到了提高，为工程应用提供了参考。
关键词：阻尼器框架抗震1 前言地震是一种随机震动，具有不确定性的特点。
传统的抗震设计方法在工程设计一开始就考虑好房屋形体、结构体系、刚度分布、能量输入、构件延性等方面的规律，辅以必要的计算和构造措施，依靠增强结构本身的抗震性能（强度、刚度、延性）来降低地震作用，由于目前尚不能精确估计地震灾害的强度和特性，按传统设计的结构不具备自调节能力，属于被动消极的抗震方法#。
1972年美籍华裔学者J.P.T.Yao（姚治平）提出了结构控制这一概念[1]，结构振动控制指采用某种技术使结构构件本身具有储存和消耗地震能量的能力，在动力荷载作用下的响应不超过某一限量，以满足工程安全性能要求。
2 结构振动控制理论结构控制技术中的结构耗能减震体系指在结构中的特殊部位设置阻尼器[2]，当结构遭遇轻微地震或风荷载时，阻尼器处于刚弹性状态，使得结构具有足够的侧向刚度来满足规范要求；当结构遭遇强震时，随着结构受力和变形的增大，阻尼器将首先进入非弹性变形阶段，在结构内部产生较大的阻尼耗散地震能量，使主体结构避免达到明显的非弹性阶段，从而减弱结构的地震反应来达到安全的目的。
阻尼器作为耗能控制的关键组成部分，在实际应用中主要有粘性阻尼器、摩擦耗能阻尼器、调谐阻尼器、金属阻尼器、电流变和磁流变阻尼器等六大类。
根据结构特性[3]，在建立建筑结构动力系统方程时，一般假设：（1）不考虑结构材料非线性和几何非线性对计算结果的影响；（2）不考虑基础与结构的相互作用；（3）地震时X, Y, Z方向的地震加速度相互独立。
软钢阻尼器的研究综述
地震作为众多自然灾害中的一种，由于其具有突然性和严重 破坏性的特点，给人类带来巨大的灾难。中国的地震活动主要分 布在台湾省、西 南 地 区、西 部 地 区、华 北 地 区 及 东 南 沿 海 地 区。 １９７６年中国唐山发生 ７．８级地震，２００８年四川汶川发生“５·１２” ８级地震，２０１３年四川雅安发生 ７．０级地震。地震造成的直接灾 害就是房屋和构 筑 物 的 破 坏，从 而 间 接 造 成 人 畜 的 伤 亡，在 唐 山 地震中，７０％ ～８０％的建筑物破坏倒塌，造成严重的人员伤亡，因
! "#$%"#&'()*+ Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ等［３］于 １９８９年设计并研制出 Ｘ形加劲阻尼器，并 进行相关试验研究。试验结果表明 Ｘ形加劲阻尼器具有较强的 耗能能力和稳定的滞回性能，但存在不能消除竖向轴力影响的问 题。１９９３年 Ｔｓａｉ等［４］在 Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ等人的基础上进行了改进，设 计并制作出三角形加劲阻尼器，进行低周反复荷载试验。结果表 明三角形加劲阻尼器消除了 Ｘ形加劲阻尼器存在的竖向轴力对 阻尼器影响的问 题，是 一 种 理 想 的 阻 尼 器 形 式。 近 年 来，陈 清 祥 对 Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ等人提出的加劲阻尼器的基础上，设计并制作开孔式 制震板阻尼器（ＨＡＤＡＳ）［５］，在矩形钢板上开菱形孔，试验结果表 明在地震作用下钢板的每个截面同时屈服，达到材料用量和耗能 能力的良好优化设计。 １９９５年欧进萍等［６］对摩擦型和软钢屈服型（Ｘ钢板和三角钢 板）阻尼器进行了大量试验研究，包括静力反复加载和低周疲劳 试验，详细的对比 了 这 些 阻 尼 器 的 减 震 效 果，建 立 了 此 类 阻 尼 的 恢复力模型和参数计算方法。随后吴斌等［７］在此实验的基础上 分析其耗能机理，并 且 进 行 了 大 量 的 疲 劳 验 算，得 出 相 应 的 疲 劳 参 数，建 立 了 软 钢 阻 尼 器 的 弹 塑 性 应 力 分 析 方 法 及 疲 劳 设 计 准 则。１９９７年吴斌等［８］发现薄膜效应是钢板屈服阻尼中一个不可 忽略的因素，结合之前的研究成果，提出薄膜应力的计算方法，建 立疲劳验算准则。２００４年李冀龙、欧进萍［９，１０］基于软钢的 ＲＯ本 构关系和双线性本构关系，分别推导并建立了三角形和 Ｘ形钢板 阻尼器的阻尼力 模 型，将 得 到 的 阻 尼 力 模 型 与 试 验 数 据 对 比，验 证 了 阻 尼 力 模 型 的 正 确 性，在 误 差 允 许 范 围 内 可 应 用 于 实 际 工 程。２０１５王桂萱等 分 ［１１］ 别采用理想弹塑性模型、双线性随动强
阻尼器在结构抗震中的应用研究
阻尼器在结构抗震中的应用研究摘要：本文介绍了结构抗震控制理论及主要控制形式，阐述了粘弹性阻尼器的耗能减震原理和有限元计算算模型，并且运用Midas软件对一五层钢筋混凝土框架结构设置粘弹性阻尼器前后进行模拟分析，通过对其动力性能进行对比，对抗震性能进行了评估，为粘弹性阻尼器在结构抗震中的应用提供参考。
关键词：阻尼器;抗震; 控制Abstract: This paper introduces the structural seismic control theory and control form, elaborated the viscoelastic damper energy dissipation principle and finite element calculation model, and use Midas software to one five storey reinforced concrete frame structure with viscoelastic dampers and simulation analysis, based on its dynamic performance are compared, the seismic performance is evaluated, for viscoelastic dampers for seismic application provides the reference.Key words: damper; seismic; control1 前言地震是危及人民生命和财产的突发式自然灾害。
因此，结构控制在结构工程中的应用越来越重要。
结构振动控制（简称为结构控制）技术，是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应[1]。
该技术在土木工程界广泛的应用和研究始于1972年美籍华裔学者Yao J.T.P（姚冶平）对结构控制这一概念的首次提出，通过在结构上设置一些耗能装置，由耗能材料的变形来增大结构阻尼达到消耗地震能量，减小主体结构地震反应。
阻尼器在消能减震结构中应用浅析
阻尼器在消能减震结构中应用浅析1 耗能减震结构体系的特点（1）结合动力学和能量进行研究，通过耗能装置增加了结构阻尼，耗散结构部分能量，有效控制结构响应；（2）在风荷载或者小震作用下，耗能减震装置并未进入塑性阶段，耗能减震装置只是相当于主体结构的普通支撑，能够对侧向变形进行有效的控制，结构主体依旧未发生塑性变形，处于弹性阶段。
（3）如果遭遇了中震或者大震，在主体结构发生塑性变形之前耗能减震装置就已经进入了塑性滞回耗能状态，大大减轻了主体结构的负担，分担了很大一部分输入主体结构的能量，在很大程度上保障了主体结构的安全，以达到耗能减震保护主体结构的目的。
2 耗能减震器的分类[1]不同的材料和不同的耗能机理以及相应的构造决定了不同的消能减震装置，经过数十载的发展，各式各样的耗能减震器如同雨后春笋一般出现。
按照材料和耗能机理进行分类：金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、电磁感应阻尼器；按受力形式进行分类：弯曲型耗能减震器、剪切型耗能减震器、扭转型耗能减震器、挤压型耗能减震器、弯剪型耗能减震器。
3 主要阻尼器的耗能原理及性能3.1 摩擦阻尼器摩擦阻尼器主要是依靠装置自身产生相对滑移变形，依靠相关结构之间的摩擦或者阻尼力实现对地震能量的消耗。
遭遇小震或者风荷载作用下，摩擦阻尼器并未开始工作模式，主要是依靠结构自身耗能能力来完成对能量的消耗。
而在遭遇中震或者大震的情况下，主体结构在发生较大变形之前阻尼器开始发挥作用，有效的控制地震响应，实现振动控制[2]。
摩擦阻尼器的机械组合方式、摩擦介质类型较多，但是减震耗能原理都是通过摩擦来实现能量的消耗，接触界面包括钢与钢、黄铜与钢等形式。
如下图所示，X 形支撑摩擦阻尼器构造示意图。
图1 X 形支撑摩擦阻尼器3.2 粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器是由粘弹性材料以及约束钢板组成，其中所采用的粘弹性材料一般都是由弹性、粘性双重特性的高分子聚合物合成。
其消能减震主要是依靠粘弹性材料产生的剪切变形或拉压变形来实现的。
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。
在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。
因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。
其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。
不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。
本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。
一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。
下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。
（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。
针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。
2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。
3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。
（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。
针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。
2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。
一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用的开题报告
一种新型软钢阻尼器的研制及其在结构减震控制中的应用的开题报告一、选题背景随着自然灾害和人类活动对人类生存环境的影响日益增加，建筑结构减震控制技术得到广泛关注和研究。
其中，阻尼器是一种常用的减震控制器，其主要作用是吸收和消散地震能量，从而减小建筑结构的震动响应。
但传统的阻尼器常常存在体积大、重量大、维护难等问题。
因此，研制一种体积小、重量轻、阻力可调的新型软钢阻尼器，对于推动结构减震控制技术的发展具有重要的意义。
二、研究目标和意义本课题的研究目标是研制一种新型软钢阻尼器并探索其在结构减震控制中的应用。
该阻尼器以软钢为主要材料，采用可调式设计，不仅具有良好的阻尼性能，而且具有体积小、重量轻的优点。
其研制对于推动结构减震控制技术的发展、促进装备制造业结构调整和产业升级、提升我国在国际上的科技影响力等方面具有重要的意义。
三、研究方法和路线1. 文献综述和理论分析，确定阻尼器的主要参数、材料和结构类型。
2. 设计软钢阻尼器的参数、结构和加工工艺流程。
3. 制备软钢材料并进行力学性能测试和材料特性分析。
4. 制造软钢阻尼器，并进行阻尼性能测试和分析。
5. 结合计算机模拟和现场实验验证软钢阻尼器在结构减震控制中的应用效果。
四、预期成果1. 研制出一种新型软钢阻尼器，并验证其在结构减震控制中的应用效果。
2. 进一步探索软钢材料的性能特点和应用前景。
3. 推动结构减震控制领域的技术创新和产业升级。
五、研究难点和创新点1. 软钢材料的制备和力学性能测试。
2. 如何设计制造出体积小、重量轻、阻力可调的软钢阻尼器。
3. 软钢阻尼器的阻尼性能测试和分析。
4. 结合计算机模拟和现场实验，验证软钢阻尼器的应用效果。
该课题的创新点主要体现在：通过采用软钢材料，研制出一种体积小、重量轻、阻力可调的新型软钢阻尼器；开展软钢材料的力学性能测试和材料特性分析，为软钢材料的应用提供参考依据；结合计算机模拟和现场实验，验证软钢阻尼器在结构减震控制中的应用效果，推动结构减震控制领域的技术创新和产业升级。
布置软钢阻尼器结构的减震设计研究
Value Engineering0引言地震是目前还不能短期准确预报的自然灾害，历次大地震都导致大量的房屋破坏，造成了大量的经济损失和人员伤亡。
随着经济的发展，人们对建筑结构的抗震性能也就提出了更高的要求。
如何进一步提高建筑结构的抗震性能，满足人民对建筑安全性日益增长的需求，值得工程界思考。
近些年来，减震技术正逐步成为工程界提高建筑结构的抗震性能的新技术。
减震即是在结构合理位置上布置一定数量的消能器，当结构遭受地震作用时，消能器耗能，先于主体结构破坏，从而有效的减轻地震对建筑结构造成的冲击和破坏，保护建筑主体结构的安全，消能器相当于布置在结构上的“保险丝”。
尽管结构的减震设计流程基本相同，但是由于不同种类消能器的消能原理不同，同时每一栋建筑的动力特性及其所处建设场地也不同，导致每一栋建筑减震设计结果存在差异，在阻尼器先于主体结构屈服耗能的要求下，减震分析得到消能器的力学参数仅仅适用于该建筑，这就是结构减震分析的难点。
本文以某中学宿舍楼工程为例，布置软钢阻尼器，依据规范要求，采用有限元软件进行时程分析，研究布置软钢阻尼器宿舍楼工程的抗震性能，阐述减震消能技术，为类似工程提供参考。
1工程概况安徽某中学学生宿舍地上五层建筑，无地下室。
结构体系为钢筋混凝土框架，建筑高度19.95m 。
建筑总面积为1832m 2。
抗震设防烈度为7度（0.1g ），地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。
设计地震分组:第三组，特征周期值0.45s ，学生宿舍属于乙类建筑，抗震设防类别为重点设防。
考虑到项目为中学学生宿舍，建筑的使用者为弱势群体—学生，需要提高地震作用下的安全性，经过与建设方协商，拟对项目采用减震技术，以进一步提高工程地震安全性。
2阻尼器的选择与布置在众多减震产品中，软钢阻尼器采用软钢制作耗能部件，充分利用软钢剪切屈服强度低、延性好等优点，通过合理的产品设计，在地震作用时，软钢阻尼器能够先于主体结构进入屈服状态，利用软钢屈服后的累积塑性变形，来达到消耗输入结构地震能量的目的。
新型U形软钢板阻尼器在网架结构中的减震控制研究
１ 引 言
振 动 控 制 是 结 构 抗 震 防 灾 的 一 种 积 极 有 效 手 段 ，可 以有效 地 减轻 结 构 在风 和地 震 等 动力 作 用 下 的反应 和损 伤 ， 效 地提 高 结 构 的抗 震 能力 ， 有 目前 已 成 功用 于各 种 工程 结构 【 “ 。近 年来 ， 内外许 多学 者 国 已经研 制 出 多种 阻尼 器 ， 是 ， 久 性和 耐 腐蚀 性 是 但 耐 目前 耗 能器 中普 遍 存在 的 问题 。如 黏弹 性 阻尼 器 容 易老 化 ， 黏滞 阻 尼器 的维护 问题 ， 擦 阻尼 器 在长 期 摩 应 用 下 的可靠 性嘲， 形状 记 忆 合金 阻尼 器 的代 价 高 昂
维普资讯
Ｉ 建筑与结构设计
ｒ ｍ ｃ Ⅱ Ⅱ ｎ ｔｕ ｔｒ ｓ ｃ Ｉ ， ｆ ｄＳ ｒ ｃｕ ａ Ｄｅ ａ ｌ
【 章编 号 】 ０ ７９ ６ （０ ８ ０ ．０ ２０ 文 １０ ．４ ７２ ０ ） ６０２ ．４
新 型 Ｕ 形 软钢 板 阻尼 器 在 网架 结 构 中的减 震控 制研 究
等 问题 。
Ｖｉｒ ｔｏ Ｃｏ ｔｏｌ ｏ ｐａ ｅ Ｔｒ ｓ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｂ ａｉｎ ｎ ｒ ｆ ｒＳ ｃ ｕ ｓ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｕ ｉ ｇａＮｅ ｓｎ ｗ Ｔｙ ｅ ｏ Ｓ ａ ｉｄ Ｓ ｅ ｌ ａ ｅ ｐ ｆ Ｕ ｈ ｐｅ ｌ ｔ ｅ ｔ Ｍ Ｐｌ
（ ｌＳｅ１ Ｍｉ ｔｅ）在反 复循环荷 载作 用下具有稳 定的滞回特性， ｄ 设
计 了 Ｕ 形 软钢 板 阻尼 器 ， 过试 验 得 出该 阻尼 器 的 滞 回 曲线 ， 通
建立 了该阻尼器分析模型 最后 ， 将该 阻尼 器应用于平板 网架 结构 ， 讨 了该阻尼器在空 间结构 中的减震控制理论和方法 。 探 通过地震反应 时程分析 ， 分析 了其减震效果 ， 对有控 和无控 状 态下 的节点位移和杆件 内力进行对 比分析。结果表 明， 该新型 阻尼 器可有效的减少网架结构 的地震响应。
金属阻尼器的试验研究与应用
金属阻尼器的试验研究与应用摘要：能量耗散是减少建筑结构或构件在地震中损伤和破坏的关键，应用金属阻尼器是耗散地震能量的重要手段之一。
金属阻尼器主要是利用金属进入弹塑性屈服状态产生滞回进行耗能，具有造价低廉，耗能能力稳定的优点。
在重点介绍目前几种被广泛应用的金属阻尼器的基础上，阐述了其工作原理、构造要求和工程应用情况。
其中，对铅挤压阻尼进行了设计和制作，并对其进行了力学性能测试，测试结果显示：铅挤压阻尼器力-位移曲线接近矩形，符合“库伦摩擦”的特点；力-速度曲线接近双“S”形，阻尼器耗能能力较强且性能稳定。
最后，提出今后金属阻尼器的发展方向和需要进一步解决的问题。
关键词：能量耗散；金属阻尼器；弹塑性屈服；滞回特性；工作原理近年来，国内外在工程结构的隔震、减振与振动控制方面进行了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。
传统的建筑抗震结构体系是通过提高结构本身的性能，例如加大构件截面尺寸或者采用更高强度的材料来抵御地震作用。
但是，由于人们不能准确地预知将来可能遇到的地震作用的大小及特性，而按传统方法设计的建筑结构又不具备对外荷载进行自我调节的能力，因此，按常规的设防烈度来进行设计，一旦遇到超出设防烈度的强烈地震，建筑结构的安全性将无法得到保障。
文献[1]提出了结构振动控制的概念，即通过在工程结构的特定部位装设某种装置、机构或某种施加外力的设备，改变或调整结构的动力特性，从而合理控制结构在动力荷载作用下的响应（如位移、速度、应变或者加速度等）。
结构控制的提出和发展无疑给现代建筑抗震设计带来了根本性的变化，土木工程振动控制的研究和应用从上世纪开始，至今已有近60多年的历史，各种振动控制的新方法、新形式不断涌现。
由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。
目前比较常用的包括金属软钢阻尼器、加劲钢板阻尼器、剪切钢板阻尼器、全钢防屈曲支撑和铅挤压阻尼器等。
粘弹性阻尼器耗能减震结构的能量设计方法研究
粘弹性阻尼器耗能减震结构的能量设计方法研究摘要：本文通过振型分解的方法将耗能减震多自由度体系按振型转换成等效单自由度体系并求解各阶等效能量项；将结构自身阻尼比与阻尼器附加等效阻尼比之和作为等效单自由度体系的总阻尼比，通过其求解等效单自由度体系的阻尼耗能；对比研究阻尼比非连续变化条件下结构减震效果的变化情况，寻求结构的最佳阻尼比并以之为目标阻尼比对结构进行耗能减震设计；关键词：耗能减震结构；振型分解；最佳阻尼比；引言随着结构减震控制理论的研究与发展，耗能减震技术受到国内外地震工程界广泛地关注。
能量分析法作为一种概念明确，形式简单的抗震分析手段，对正确揭示耗能减震结构地震反应中能量吸收与耗散的本质关系优势明显[2][3]。
将耗能减震技术与能量分析手段有机结合在一起形成的基于能量的耗能减震结构抗震设计方法是目前抗震研究领域的重要课题。
要实现耗能减震结构基于能量的抗震设计需要完成以下几方面的内容：（1）耗能装置及耗能减震结构的性能分析与能量计算；（2）耗能减震结构的恢复力模型的建立、阻尼模型的选取及耗能器附加非正交阻尼的处理；（3）耗能减震结构的能量计算；（4）耗能减震结构输入能及其分配比例的研究；（5）结构总阻尼比变化对结构减震效果的影响；（6）合理、实用的设计方法。
多年来，各国学者对耗能器的能量计算、耗能减震结构恢复力模型的选取及非正交阻尼的处理等方面做了大量的研究。
对耗能减震结构的分析，由于受到非正交阻尼的处理这一关键问题的制约，大多采用强行解耦的方法或直接进行时程分析，但都因存在这样或那样的缺陷不能方便运用于工程实践。
因而，寻求一种计算准确、应用方便的能量分析计算方法对耗能减震结构设计具有重大理论与现实意义。
本文采用振型分解的方法求解耗能减震多自由度体系的能量响应，研究阻尼变化对结构减震效果的影响，寻求结构减震效果最佳的阻尼比并据此对结构进行耗能减震设计。
1 耗能减震结构的能量计算对于多自由度耗能减震结构体系的能量响应的求解，一般采用基于等效线性化的振型分解反应谱法或时程分析法。
复杂高层结构利用软钢阻尼器的减震分析研究
２１ 钢 阻尼 器 的研 究现 状 ．软
软钢 阻尼 器是结构耗 能减震装置 的一种 ，其通过软 钢发生塑 性屈 服滞 回变形而耗 散输入 结构中的能量 ，从而达 到减震 的 目的。软钢 阻 尼器构造简单 ，技术性能可靠且易 实现 ， 自１ ７ ９ ２年新西兰的 Ｋ ｌ ｙ等 ｅ ｌ 人 首先 提 出金属 屈服耗 能器 ，并 进 行了 软钢 阻尼器 的研 究和 试验 以 来 ，国内外学者不 断地对软钢 阻尼器进行理 论和试验研 究 ，并开发 出 各种构造 形式 的软 钢阻尼器 早期国外 曾应用 过 ｕ型、锥 形软钢 阻尼 器 ， 目前 国 内外研 究与 应用较 多 的有 三角 形、ｘ形、 菱形 、单 （ ） 双 圆孔型 以及双 ｘ形软钢 阻尼器等 。
于 Ｒ和 Ｌ轴布 置两组阻尼器，Ｙ向于 ３ Ｏ和 ３ ３轴布置 ２组阻尼器 ，每层 各 ４组 。总计 Ｘ向和 Ｙ向各布 置 １ ８组阻尼器 ，共 ３ ６组 ，具 体布 置如
图 １ 所示 。
（ ａ）第 十层 、十～ 层 阻尼 器布 置 示意 图
相比较，最终确定 结构方 案为在酒 店结 构 １ ～ １ 层安装软钢阻尼器进 ０ ７ 行 消能 减震 ，以期控 制 由于 结构 刚度偏 心产 生的过 大层 间位移 角 。
② 材料 比较 根据 国 内的消 能减震设计要 求，阻尼器 的极限位移 至少是屈服位 移３ Ｏ倍 以上才 能满足设计 要求 。而一般钢材如结构用钢 Ｑ ３ 、Ｑ ４ ２５ ３５
建筑 底层为 大堂入 口，三层 为大 宴会厅及剧 院舞台 ，六层 为层高 较高 的健身用房 ，七层 以上 内筒 柱及 ３ 、３ ４ ５轴 中间 ４柱不能直接落
结构 采用软钢 阻尼 器这一 消能减震措施 ， 结构 变形尤其是层 间位移 角具 有显著控制效 果， 对 同时可在一定程度 上控制结构 内力。 本文研 究表 明软钢
耗能减震技术在结构减震中的应用研究(文献综述)
文献综述耗能减震技术在结构减震中的应用研究1. 前言传统的抗震设计是利用结构本身的抗震性能抵御地震作用，以达到抗震的目的,这是“硬碰硬”式的抗震, 是一种消极被动的抗震方法。
耗能减震技术[1]原理是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的，以减小主体结构地震反应或减轻其破坏, 达到抗震的目的。
1972 年新西兰的Kelly等人[2]首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。
为了改善地震作用下结构的工作性能，近年来国内外已开发出了各种耗能阻尼器。
目前, 已开发出多种耗能减震装置, 它们可归纳为以下三类:(1) 金属阻尼器;(2) 摩擦耗能减震装置;(3)粘弹性阻尼器。
因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。
加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西兰和美国等国家已将耗能减震装置应用到建筑中以减轻建筑物的地震反应, 以及在某些情况下减轻建筑物中设备振动损害的危险性。
本文总结了国内外耗能减震技术研究和工程应用的最新进展。
2. 耗能能减震的概念及原理消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。
装有阻尼（消能）装置的结构称为耗能减震结构。
耗能减震的原理[8]可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：（a ）地震输入； （b ）传统抗震结构； （c ）消能减震结构图1 结构能量转换途径对比传统抗震结构：in v c k h E E E E E =+++ (1)耗能减震结构：''''in v c k h d E E E E E E =++++ (2)式中：E in 、E in ′——地震过程中输人结构体系的能量；E v 、E v ′——结构体系的动能；E c 、E c ′——结构体系的粘滞阻尼消能；E k 、E k ′——结构体系的弹性应变能；E h 、E h ′——结构体系的滞回消能；E d ——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。
软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述
・综 述・软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述3章丛俊 李爱群 赵 明(东南大学土木工程学院 南京 210096) 摘 要:对软钢阻尼器消能减震结构进行了综述,包括国内外软钢阻尼器研究与应用状况,软钢阻尼器耗能减震结构体系的分析与设计方法及标准化发展,并提出了软钢阻尼器耗能减震技术有待进一步研究的若干问题。
关键词:软钢阻尼器 滞回曲线 耗能 减震 耗能减震结构体系SU MMAR Y OF RESEARCH ON AN D APP LICATIONS OF PASSIVE ENERG YDISSIPATION SYSTEMS OF MI LD STEE L DAMPERZhang C ongjun Li Aiqun Zhao M ing(C ollege of Civil Engineering ,S outheast University Nanjing 210096)Abstract :I t is summarized that the passive energy dissipation systems of mild steel dam per ,including the studies and applications of the new techniques both at home and abroad ;the per formance ,design methods and codes of structure systems with energy dissipaters.S ome problems to be further studied are presented.K eyw ords :mild steel dam per hysteretic curve energy dissipation seismic reduction structure systems with energy dissipation3国家自然科学基金资助项目(编号:59978009)。
阻尼器应用研究,耗能减震加固技术
1.2.1传统抗震加固技术在以上三个阶段的发展过程中，我国在抗震加固技术方面开展了大量的试验研究并取得了丰富而系统的研究成果，同时在工程实践中也积累了丰富的经验，针对不同结构类型形成了一套比较完备的加固技术方法。
需要进行抗震加固的建筑中，钢筋混凝土结构占相当的比例，本文是以钢筋混凝土框架结构为研究对象，下面就现阶段对钢筋混凝土框架结构的主要抗震加固技术方法作一介绍。
现阶段比较成熟并被广泛应用的主要抗震加固方法可以分为四大类3：A.增设支撑加固法(图1-1)在主要的框架内部或外部附设若干钢支撑，同时提高框架梁、柱的强度和变形能力。
增设支撑的施工方法的优点是重量较轻，工期较短，可以确保结构的强- 64 --哈尔滨工业大学工学硕士学位论文度和延性。
在建筑的外围框架中增设支撑施工的同时，房屋的内不还能照常使用，此类工程实例很多；但是也有缺点，采用钢支撑，通常都是按受拉杆件设计，在往复地震作用下容易产生屈曲破坏，且耗能能力有限，震后需要替换。
B.框架柱加固法通过加固原结构柱可以提高原构件的承载力，该身构件的延性，此外还可以使“强梁弱柱”体系改变为“强柱弱梁”体系，从而达到抗震加固的目的。
此方法主要有下面几种：加大截面法(图1-2)，又称为外包混凝土加固法，即通过在原混凝土构件外，叠浇新的钢筋混凝土，增大结构构件截面面积或配筋，达到提高结构的承载力和刚度的目的。
根据构件的受力特点、薄弱环节等，可以设计成单侧、双侧、三侧或四面加大截面。
增设翼墙法(图1-3)，通过现浇或预制单片翼墙加强框架柱，使塑性铰离开框架柱，转移到翼墙上，迫使地震破坏远离框架柱，形成较理想的弯剪破坏防倒塌机理。
粘钢或碳纤维（CFRP）补强法(图1-4)，在柱子外侧粘贴钢板或者高强的碳纤维材料，此方法高强高效，自重轻又不增大柱子截面，但是造价也是较高。
C.增设抗震墙加固法(图1-5)在框架间插入抗震墙，有效地提高结构的抗侧力强度和刚度，减小结构的变形，但结构的延性将随之下降。
23014827
・
综 述 ・
软 钢 阻尼器 耗 能 减 震 结构 的研 究 与 应 用 综 述 ＊
章 丛俊 李 爱群 赵 明
（ 南 大 学 土 木工 程 学 院 东 南京 ２ ０９ ） １０ ６
摘 要 ： 软 钢 阻 尼 器 消 能减 震 结 构 进 行 了综 述 ， 括 国 内 外 软 钢 阻 尼 器 研 究 与 应 用 状 况 ， 钢 阻 尼 器 对 包 软 耗 能 减 震 结 构 体 系 的分 析 与 设 计 方 法 及 标 准 化 发 展 ， 提 出 了软 钢 阻 尼 器 耗 能 减 震 技 术 有 待 进 一 步 研 究 的 并 若 干 问题 。 关键 词 ： 钢 阻 尼 器 滞 回 曲线 耗 能 减震 耗 能 减 震 结 构 体 系 软
的侧 向刚度 以满 足使用 要求 ， 结构 处于弹性 状 态 ； 大
震 大风 时 ， 随着结 构侧 向变形 的增 大 ， 阻尼 器率 先进
１７ ９ ２年 ， 西 兰的 Ｋ ｌ 等 人 首先 提 出金 属屈 新 ｅｙ ｌ 服 耗能器 ， 并进 行 了软 钢阻尼 器的研 究 和试验 ， 该阻
尼 器 由数 块 矩 形 钢 板 叠 加 组 成 。 １７ ９５年 ， 西 兰 的 新
１１ 软 钢 阻尼器 的开 发和 应 用 ．
出现不 同程度 的损 伤甚 至 倒 塌 ， 是 不 合 理 也是 不 这
安全 的 。结构 消能减震 技术 是一 种新 的主动 的抗 震 防灾技 术 ， 在采 用消 能减震 技术 的结构体 系 中 ， 结构 的某些 非 承重构 件被设 计成 具有较 大耗 能能 力的特 殊元件— — 阻尼 器 ， 小风小 震时 ， 构本 身具有 足够 结
Ａｂ ｔ ａ ｔ ：Ｉ ｓ ｕｍｍａ ｉｅ ｔａ ｈ ｐ ｓ ｉｅ ｅ ｅ ｇ ｉｓｐ ｔｏ ｓｓｅ ｏ ｌ ｓｅ ｌ ａ ｅ ，ｎ ｌｄ ｎ ｈ ｓｕ ｉｓ ｎ ｓｒ ｃ ｔｉ ｓ ｒｚ ｄ ｈ ｔｔｅ ａ ｓｖ ｎ ｒｙ ｄ ｓｉａｉｎ ｙ ｔｍｓ ｆ ｍｉｄ ｔｅ ｄ ｍｐ ｒ ｉｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｄｅ ａ ｄ
阻尼器在消能减震结构中应用概况评述
低温建筑技术2012年第1期（总第163期）阻尼器在消能减震结构中应用概况评述蒋梦，阿肯江·托呼提（新疆大学建筑工程学院，乌鲁木齐830047）【摘要】随着科学技术的发展，消能减震技术在大型结构抗震、抗风等领域中的应用越来越广泛。
本文对阻尼器在土木工程中的研究与应用概况进行了综述，包括阻尼器的耗能原理、种类和构造，介绍了该领域的主要研究成果和未来的发展方向。
【关键词】消能减震；阻尼器；应用【中图分类号】TU352.11【文献标识码】A【文章编号】1001－6864（2012）01－0048－02BRIEF DEVELOPMENT INTRODUCTION OF DAMPERS INSEISMIC ENERGY DISSIPATION OF STRUCTURESJIANG Meng，Akenjiang·Tuohuti（College Architecture Engineering，Xinjiang University，Urumqi830047，China）Abstract：The application of the energy dissipation in civil engineering，particularly in seismic and wind protection has become increasingly popular along with the development of science and technology. This paper summarizes the development and application of damper in civil engineering．The energy dissi-pation patterns，the kinds and the configuration patterns are illustrated in this paper．Introducing the main researching findings and developing trends．Key words：energy dissipation；damper；application当今，消能减震已经成为结构地震控制的一个行之有效的重要手段，其改变了结构的动力特性，从而使结构在地震（或风）作用下的动力反应得到了有效地控制。
软钢阻尼器的研究综述
软钢阻尼器的研究综述软钢阻尼器是一种用于减震和降噪的装置，由垂直放置的软钢片和夹板组成。
它能吸收和分散振动的能量，达到减震和降噪的效果。
随着科学技术的进步，软钢阻尼器在诸多领域中得到广泛应用，包括建筑结构、机械工程以及地震工程等。
近年来，研究学者们对软钢阻尼器进行了广泛的研究。
其中一个重要的研究方向是软钢阻尼器的优化设计。
通过结构参数的优化，可以实现阻尼器的最佳性能，提高其减震和降噪效果。
研究者们基于优化算法和数值模拟方法，逐渐探索出了一些有效的优化设计方法，包括结构形状的优化、材料的选择以及约束条件的设定等。
另一个重要的研究方向是软钢阻尼器的动力响应特性。
研究学者们通过实验和数值模拟方法，对软钢阻尼器在不同振动条件下的响应特性进行了研究。
通过分析结构的阻尼比、频率响应以及能量耗散等参数，可以评估阻尼器的性能表现，并为实际工程应用提供参考。
此外，也有一些学者关注软钢阻尼器在地震工程中的应用。
地震是一种严重的自然灾害，能够给建筑结构带来巨大的破坏。
研究者们通过将软钢阻尼器应用于地震防御系统中，可以减少建筑物受到的地震冲击，提高抗震能力，保障人民生命财产的安全。
尽管软钢阻尼器的研究取得了一定的进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
例如，如何准确测量软钢阻尼器的性能参数，以及如何提高软钢阻尼器的耐久性等。
这些问题需要进一步的研究和实验验证。
综上所述，软钢阻尼器作为一种减震和降噪装置，在结构工程、机械工程和地震工程等领域具有广泛的应用前景。
通过优化设计和研究其动力响应特性，软钢阻尼器的性能可以不断提高。
随着技术的发展，相信软钢阻尼器会在未来发展越来越成熟，并发挥更大的应用潜力。
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一种， 在地震或风振时， 通过软钢发生塑性屈服滞回 变形而耗散输入结 构 中 的 能 量， 从而达到减震的目 的。由于软钢阻实 现， 自 1972 年 美 国 学 者 J・T・P・
［ ］ 各国学 者不断 地 Yao 1 提出结构振动控制概念以来，
器的双线性滞 回 模 型 （图 7 ） ， 并与试验结果进行比 较， 相 符 较 好。 1995 年， Tsai 等 人 给出了一种考 提出骨架平移 虑几何非线性的有 限 元 计 算 方 法， 计算结果与试验 数据吻合较好。 1996 年， 高梨晃一
［ 29］
］+
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］ 为主体结构的刚度矩阵， ［
・ 综
述・
软钢阻尼器耗能减震结构的研究与应用综述 !
章丛俊 李爱群 赵
南京
明
210096）
（东南大学 土木工程学院
摘
要：对软钢阻尼器消能减震结构进行了综述， 包 括 国 内 外 软 钢 阻 尼 器 研 究 与 应 用 状 况， 软钢阻尼器
耗能减震结构体系的分析与设计方法及 标 准 化 发 展， 并提出了软钢阻尼器耗能减震技术有待进一步研究的 若干问题。 关键词：软钢阻尼器 滞回曲线 耗能 减震 耗能减震结构体系
0
引
言
1
软钢阻尼器的研究和应用 软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的
地震和风振作 用 相 当 于 能 量 的 输 入， 因此在强 震和大风作用下的 结 构 物 应 有 足 够 的 耗 能 能 力， 才 能够避免发生破坏。传统的抗震和抗风结构体系通 过结构及承重构件 的 损 坏 消 耗 能 量， 导致结构构件 出现不同程度的损 伤 甚 至 倒 塌， 这是不合理也是不 安全的。结构消能减震技术是一种新的主动的抗震 防灾技术， 在采用消能减震技术的结构体系中， 结构 的某些非承重构件被设计成具有较大耗能能力的特 殊元件— — —阻尼器， 小风小震时， 结构本身具有足够 的侧向刚度以满足使用要求， 结构处于弹性状态； 大 震大风时， 随着结构侧向变形的增大， 阻尼器率先进 入非弹性状态， 产生较大阻尼， 集中地耗散结构的地 震或风振能量， 迅速衰减结构的振动反应， 从而避免 或减小主体结构的损伤。而消能减震结构的实现主 要依赖于研制出简便实用的消能减震装置— — —阻尼 器， 目前国内外已研制出大量的阻尼器， 其中软钢阻 尼器具有稳定的滞回特性、 良好的低周疲劳特性、 不 受环境温度的影响 等 优 点， 使其在实际工程中的应 用前景极为广阔。
［ ］ ［ 4］ 并于 1980 年 Skinney 等人 3 提出 U 形钢板阻尼器，
最早将钢阻尼器应用于新西兰政府办公楼这一实际
［ 5］ 工程中。 1978 年 新 西 兰 的 Tyier 提出的锥形软钢
（编号： 。 59978009） ! 国家自然科学基金资助项目 第一作者： 章丛俊 师 男 1968 年 9 月 出 生 博士研究生 高级工程 一级注册结构工程师
e
］ 为阻尼器的
模型考虑了软钢的耐疲劳性能 （图 8） 。
"］ 等效水平刚度矩阵； ［ 为耗能减震结构体系的阻尼 " ］=［ s ］+［ e ］ ， ［ s］ 为主体结构 矩阵， 可分解为 ［
的阻尼矩阵， ［
e
］ 为阻尼器的等效阻尼矩阵。
方程 （1） 是一非 线 性 方 程。 由 于 第 一 和 第 二 水 准下， 结构体系尚处于弹性状态， 为简化地震反应分 析， 可对其进行等 效 线 性 化 后 按 现 行 规 范 的 振 型 分 解法求解。但在实 际 结 构 设 计 时 需 考 虑 大 阻 尼、 长 周期对设计反应谱的影响， 并予以修正。
［ 6］
力低、 耗能量有限的缺点， 又加以改进提出双环软钢 耗能器和加劲 圆 环 耗 能 器 （图 4 ） ， 并分别进行了试 验研究。 2003 年 中 国 地 震 局 力 学 所 的 邢 书 涛 等
［ 21］ 人 将矩形 钢 板 阻 尼 器 改 进 为 中 空 菱 形 钢 板 阻 尼
。 1981 年 美 国 的 Stiemer 等 人
［ ， ］ 1989 年， Whittaker 等 人 23 24 利 用 弹 塑 性 应 力 -
一阶段， 在小震或风载作用下， 主体结构及耗能减震 装置处于弹性状态， 可以提供足够的附加刚度使耗 能减震体系满足第一和第二水准要求； 第二阶段， 在 强烈地震下， 耗能 装 置 通 过 往 复 滞 回 变 形 消 耗 输 入 结构体系的能量， 使主体结构避免进入明显的非弹 性状态从而实现第三水准的要求。 !"# 基于等价线性化的振型分解法 耗能减震结构体系的运动方程为：
图7 双线性模型
!"!
时程分析法 只有当等效阻 尼 比 不 是 特 别 大 时， 采用前述的
基于等价线性化的振型分解法才能保证良好的精确 度， 当主体结构进 入 弹 塑 性 阶 段 或 阻 尼 器 非 均 匀 布 置时， 必须采用时 程 分 析 法 对 消 能 减 震 结 构 体 系 进 行地震反应分析计 算， 其力学模型可采用层间模型 或杆系模型， 耗能 减 震 结 构 体 系 可 分 解 为 主 体 结 构 和耗能系统两部分， 其计算模型可分别由两者的恢
［ 16］ 瑞孝 考虑到加 劲 阻 尼 装 置 的 X 形 和 三 角 形 钢 板
排列过于紧密， 提 出 改 进 型 加 劲 阻 尼 装 置。 1996 年
［ 17］ 提出组合钢板耗能器来解决钢板耗 欧进萍等人
图6
极低屈服点软钢阻尼器
能器 的 平 面 外 稳 定 及 薄 膜 效 应 问 题 （ 图 3） 。 1997 年， 哈尔滨 工 业 大 学 的 周 云、 刘季
［ 13 ， 14］ ， 从 而 获 得 丰 满 的 滞 回 曲 线。 该 阻 尼 器 下屈曲
低屈服点软钢 阻 尼 器 （图 6 ） ， 并进行了室外足尺拟 动力试验。但我国软钢阻尼器实际应用较少。
具有方便耐用、 滞回耗能性能良好的特点， 逐渐得到 工程界的广泛认 可。 至 今 为 止， 国外采用软钢阻尼 器建筑已超过百幢， 以结构控制技术应用发展较快 的国家如美国、 日 本、 加 拿 大、 新 西 兰、 墨 西 哥 为 主， 意大利、 法国、 俄罗 斯、 新加坡等国家也在实际工程 中积极地应用。
［ 26 ， 27］
"］ "］ ［! ］ ｛ ｝+［ ｛ ｝+［ ｛ ｝ = -［! ］ ｛ ｝g
（1） 式中， ［! ］ 为耗能减震体系的质 量 矩 阵； ［" ］ 为耗能 减震结构体 系 的 刚 度 矩 阵， 可分解为 ［" ］=［ ［
e s
的双表面模型
， 推导出 X 形和三角形钢板阻尼
［ 28］
［ 22］ 提出了极 哈尔滨工业大学的李玉顺等人 2004 年，
等人和 TSai 等人
［ 11 ， 12］
研究 开 发
的， 是目前应用 较 多 的 软 钢 阻 尼 器。 美 国 旧 金 山 的 两幢和墨西哥 的 三 幢 结 构 成 功 地 采 用 了 XADAS 进 行抗震加固。值得 提 出 的 是： 日本和美国新近出现 的抑制屈曲支 撑 软 钢 阻 尼 器 （ 图 2） ， 在其内核钢支 撑和外包层 （钢管、 钢 筋 混 凝 土 或 钢 管 混 凝 土） 之间 形成无粘结滑移界 面， 防止内核钢支撑在压力作用
［ 18 - 20］
!"#
软钢阻尼器的理论研究 尽管软钢阻尼 器 的 几 何 形 状 多 种 多 样， 但都是
研制出了软
钢圆环耗能器， 随后为避免耗能器初始刚度和屈服 18
通过软钢发生塑性 屈 服 滞 回 变 形 而 耗 散 能 量， 因此
工业建筑 2006 年第 36 卷第 9 期
软钢阻尼器耗能减震能力的大小主要取决于其塑性 变形能力的大小和 耐 疲 劳 性 能， 即滞回曲线是否丰 满， 这样从理论上研 究 符 合 实 际 情 况 的 阻 尼 力 - 位 移滞回模型成为关键。
图3 组合钢板耗能器
图4
双环软钢、 加劲圆环耗能器
图1
两种软钢阻尼器
图5
中空菱形钢板阻尼器
1 - 方钢管； 2 - 无粘结材料； 3 - 内核钢支撑； 4 - 填充料 图2 抑制屈曲支撑软钢阻尼器
［ 15］ 我国自 1980 年王光远院士 提出了高耸结构
风振控制开始， 已有越来越多的学者投入到软钢阻 尼器的研究和开 发 中， 1995 年 台 湾 学 者 高 健 章 和 叶
图8 骨架平移模型
复力模型叠加而成。 根据耗能减震结构体系的运动方程 （1） ， 将软钢 阻尼器所引起的随时间变化的刚度和阻尼增加到原 结构 中， 通 过 采 用 线 性 加 速 度 法、 wilson! 法等对动 力微分方程求解， 可得到整个地震时耗能减震结构 体系在任意时刻的 结 构 地 震 响 应 （位 移、 速 度、 加速 度和内力等） ， 若不 满 足 规 范 的 要 求， 则需要重新调 整或选择耗能装置直到满足要求。 !"$ 能量分析法 能量分析法的思想是在地震过程中输入耗能减 震结构体 系 的 能 量 必 须 与 结 构 体 系 内 部 能 量 的 存 储、 转换和消能相平衡， 即：
210096）
Abstract ：It is summarized that the passive energy dissipation systems of miid steei damper， inciuding the studies and appiications of the new technigues both at home and abroad； the performance， design methods and codes of structure systems with energy dissipaters . Some probiems to be further studied are presented . Keywords ：miid steei damper dissipation hysteretic curve energy dissipation seismic reduction structure systems with energy