低屈服点钢剪切耗能板抗震性能试验
建筑结构用钢的低周疲劳问题及研究意义
建筑结构用钢的低周疲劳问题及研究意义摘要：根据建筑用钢在地震时的受力状态,阐述了钢材的高应变低周疲劳性能在抗震设计中的重要性，讨论了低周疲劳研究的意义和方向，并阐述了尺寸效应和内部缺陷对低周疲劳寿命的影响。
关键词：高应变低周疲劳；尺寸效应；内部缺陷Abstract:Construction steel in the earthquake according to the stress state, this paper expounds the high strain low-cycle fatigue performance about the steel in the importance of seismic design, discussed the significance and direction of the low cycle fatigue, and explains the size effect and internal defects of low cycle fatigue life influence.Keywords：high strain low cycle(HSLC)fatigue; size effect; internal defect1 前言近年来全国各地高层建筑迅猛发展，同时我国已经进入第五个地震活动期，这对建筑用钢的高应变低周、超低周疲劳性能提出了严峻的挑战。
我国根据现有的科学水平和经济条件，对建筑抗震提出了“三个水准”的设防目标，即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
用于制作抗震构件的低屈服点钢，作为抗震用钢的新钢种将会得到越来越广泛的应用。
为此，本文介绍了建筑抗震用钢的高应变低周、超低周疲劳研究状况，并指出了今后国内抗震用钢低周、超低周疲劳研究的方向，为进一步提高建筑用抗震钢的综合抗震性能提供借鉴。
2 低周疲劳研究的意义当材料或结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料或结构的破坏现象，就叫做疲劳破坏。
基于保险丝理论的BRB双柱墩易损性分析
基于保险丝理论的BRB双柱墩易损性分析杨斌;张发飞【摘要】为避免桥墩构件在地震荷载作用下遭受严重破坏,基于保险丝理论,假想利用防屈曲耗能支撑(Buckling-re-strained brace,BRB)作为保险丝构件装入双柱墩,合理设计其核心耗能段长度,保证在水平地震力作用下BRB构件先于桥墩构件屈服,从而保护桥墩构件.文章采用OpenSees数值分析平台,建立普通双柱墩和不同刚度比BRB双柱墩模型,从结构水平刚度的角度、以BRB构件先发生屈服为原则推导BRB核心段长度范围,通过拟静力分析和增量动力分析(IDA)方法对结构抗震性能进行分析并建立易损性曲线,得到不同模型的易损性曲线.结果表明:在地震荷载作用下,BRB构件先于桥墩构件屈服,耗散地震能量,桥墩构件发生各个等级破坏的概率均有所下降.合理设计BRB构件可降低桥墩构件发生各等级破坏的可能性,且BRB刚度越大耗能越大.【期刊名称】《内蒙古公路与运输》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】9页(P25-33)【关键词】保险丝理论;防屈曲支撑(BRB);增量动力分析;易损性【作者】杨斌;张发飞【作者单位】长安大学公路学院,陕西西安 710064;长安大学公路学院,陕西西安710064【正文语种】中文【中图分类】U4881 引言1971 年美国圣·费尔南多地震后，桥梁结构破坏十分严重，人们才真正意识到延性抗震设计的重要性。
在此后的桥梁设计中，桥墩延性设计被广泛采用，通过将桥墩某些部位设计的具有足够延性，从而形成塑性铰来抵御地震破坏，保护主梁构件。
但这种设计也有明显的弊端，1994 年北岭地震中La Cienega- Venice 桥墩柱震害、2008 年汶川地震龙尾大桥双柱墩顶震害均表明双柱墩在强震作用下会发生严重塑性破坏[1]，给震后修复带来极大困难。
近些年来，结构“保险丝”理论发展迅猛，其核心思路是在结构中设置主要构件和目标损伤构件，目标损伤构件选用耗能能力强且易更换的材料，在地震荷载作用下，目标损伤构件屈服破坏，耗散能量，保护主要构件。
低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用
2007年第2期宝 钢 技 术低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用温东辉,宋凤明(宝钢研究院 结构钢研究所,上海 201900) 摘要:随着钢结构建筑抗震设计水平的进步,消能抗震设计已成为建筑抗震的一个发展方向。
低屈服点、极低屈服点钢具有良好的塑韧性和低达100MPa的屈服强度,并具有较狭窄的强度波动范围,而且成本低、易维护更换,在抗震阻尼构件的制造应用中具有显著的优势,从而成为建筑抗震材料中越来越受到重视的新钢种。
介绍了抗震用低屈服点钢的性能要求及其作为抗震用钢的优点,同时还介绍了低屈服点钢的发展历史、现状及市场前景。
关键词:低屈服点钢;抗震设计;抗震用钢;消能抗震中图分类号:T U352.1 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2007)02-0009-04Appli ca ti on of L ow Y i eld Po i n t Steel i n D esi gnof Earthquake Resist an t Bu ild i n gsW en D onghu i,Song F engm ing(Structura l Steel D i v.,Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a) Abstract:W ith the devel opment of earthquake resistant design for steel structure constructi on,earthquake resis2 tant energy dissi pati on(ERE D)has become a trend of earthquake resistant design.The seis m ic contr ol structures are designed t o achieve seis m ic perf or mance by making the devices abs orb the seis m ic energy.Steels with l ow yield point or extra l ow yield point have good ductility and p lasticity,with yield strength as l ow as100M Pa.A s l ow yield point (LYP)steel has a narr ower2range of strength fluctuati on,better el ongati on,l ower cost and easier maintenance com2 pared with conventi onal steels,it has obvi ous advantages when used t o manufacture anti2seis m ic structural parts.Fi2 nally it becomes a ne w type of steel dra wing more and more attenti on as a kind of quake resistant material.I n this ar2 ticle,p r operties and advantages of LYP steel are intr oduced,t ogether with its devel opment hist ory,current situati on and market p r os pects.Keywords:l ow yield point(LYP)steel;earthquake resistant design;steels for earthquake resistance;earth2 quake resistant energy dissi pati on(ERE D)0 前言地球上每年有数百万次的地震发生。
防屈曲耗能钢板剪力墙
钢板剪力墙的工程应用 Sylmar County Hospital/6层/1971/美国加州
该建筑底部两层为钢筋混凝
土剪力墙，上部四层采用了 钢板墙结构体系，钢板厚度 16~19mm。经历了1987年 Whittier地震和1994 年 Northridge 大地震。在1994 年Northridge地震中，楼内的 记录装置显示的数据表明： 设计值的数倍。
从上世纪90年代起研制的防屈曲耗能钢板墙，目前已经开始 应用于实际工程。
Y Z X
Y
MX Z X MN
50 荷载(kN) 40
30 20 10 0 -30 -20 -10 -10 -20 -30 0 10 20 位移(mm) 30
-40 IC140 -50 IC140 滞回曲线
防屈曲钢板抗震耗能墙——低屈服点钢材的性能
* 防屈曲耗能钢板墙可根据项目实际情况进行定制设计和生产。
防屈曲钢板抗震耗能墙的简化设计模型
B e e
顶梁
b0 H
框架柱
钢 板 墙
底梁
耗能墙等效交叉支撑模型 等效参数：
• 等效支撑偏心距e
当墙与柱的距离 l ’ 700mm 时，e=50mm 当墙与柱的距离 l ’ < 700mm 时， e
墙板开圆孔以使楼 板钢筋通过
工序3： 将墙板上端与 连接板用个别 螺栓初拧固定
螺栓初拧
工序4：绑扎楼板钢筋和浇筑楼板 工序5：上部结构完工或部分完工后，将 耗能墙钢板与连接板用高强螺栓拧紧
四边连接耗能墙与框架的连接： 连接方式 焊接连接
工序1： 在顶梁下翼缘 焊连接板1
连接板1 焊缝
工序2： 将耗能墙焊在 底梁与柱上 工序3： 在顶梁下翼缘 焊连接板2
文献阅读报告
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
章平平 2012
在建筑结构中使用耗能阻尼器有以下几个注意点:
1、耗能阻尼器在结构中的布置以各层均匀布置优先,其次是隔 层布置或薄弱层布置； 2、耗能器在结构中布置时应尽可能调节结构的对称性,尽量减 小结构质量中心和刚度中心的偏差。此种布置措施可以减少地 震动给结构带来的扭转振动,使阻尼器能够发挥最好的作用； 3、为避免阻尼器出现破坏,应保证耗能阻尼器有一定的安全富 余:位移型阻尼器的最大行程应该大于所在层最大位移的130%, 速度相关型阻尼器的最大速度大于所在层最大速度的130%； 4、根据国外文献,支撑截面尺寸应至少承受耗能阻尼器1.3倍的 最大轴力。
LOGO 金属阻尼器
软钢阻尼器 铅阻尼器
形状记忆合金阻尼器
高性能剪切钢板阻尼器的性能模拟分析与实验研究
林坚湘 2011
无粘结支撑阻尼器是近年来开发的一种新型金属 阻尼器，它以内核心钢板作为耗能构件，外方形（圆 形或矩形）钢管及填充灰浆为其提供侧向约束。内核 心钢板与灰浆之间涂了一层无粘结材料，这种材料的 作用是确保核心钢板上的轴力不传到灰浆体和外钢管 上，保证核心钢板自由拉压变形，灰浆和外钢管共同 阻止支撑发生屈曲失稳破坏，这些组件完美的结合， 使该支撑在屈服后能产生稳定、对称的拉压滞回性能。
在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件（由阻尼器、连 接支撑等组成），通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收 与消耗地震能量。这样的房屋建筑设计称为“消能减震设 计”。
隔震体系能够减少结构的水平地震作用。
消能方案可以减少结构在风作用下的位移。对减少结构 水平和竖向地震反应也是有效的。
由于针对新型材料减震技术现状这一题目，所以单纯的 从减震方面入手，阅读了相关的文献。
注册结构工程师6班--考试复习题(1)
四川省注册结构工程师第九注册期（2022-2024年）培训4班考试复习题西南交通大学土木工程学院必修课部分一、单选题1.隔震支座的极限水平变位应大于（）和（）二者的较大值。
（A ）A 支座有效直径的0.55倍、支座橡胶总厚度3倍B 支座有效直径的0.55倍、支座橡胶总厚度2倍C 支座有效直径的0.45倍、支座橡胶总厚度2倍D 支座有效直径的0.45倍、支座橡胶总厚度3倍2.对于钢筋混凝土框架-抗震墙结构，隔震层以下地面以上结构在罕遇地震作用下的层间位移角限值为（A）。
A 1/200B 1/250C 1/150D 1/1003.砌体结构隔震后体系的水平方向基本周期，不应大于（B）。
A 水平方向特征周期值的2倍B 水平方向特征周期值的5倍C 水平方向特征周期和扭转方向特征周期两者中的较大值D 水平方向特征周期值4.丙类建筑的橡胶隔震支座的平均压力限值为（C）MPa。
A 5B 10C 15D 205.在支座直径、材料等相同的条件下，橡胶隔震支座中下列哪个支座的侧向刚度最大（C）。
A 纯橡胶支座B 天然橡胶支座C 铅芯橡胶支座D 高阻尼橡胶支座6.对于多层隔震建筑，水平向减震系数为按（A）所得的。
A 弹性计算、隔震与非隔震各层间剪力的最大比值B 弹性计算、隔震与非隔震各层间位移的最大比值C 塑性计算、隔震与非隔震各层间剪力的最大比值D 弹塑性计算、隔震与非隔震各层间位移的最大比值7.隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在（A）度设防时的总水平地震作用，并应进行抗震验算。
A 6B 7C 8D 98.建筑结构的隔震层一般不设置在建筑物的（D）位置。
A 基础顶面B 地下室顶面C 结构中间层D 结构顶层9.橡胶支座耐久性能试验不包括以下哪个项目（D）。
A 老化性能B 徐变性能C 疲劳性能D 防火性能10.隔震结构夹层橡胶垫的典型轴压破坏形式表现为（B）A 保护层橡胶撕裂B 夹层钢板的断裂C 铅芯断裂D 上、下封板脱空11.隔震技术使用在以下哪类情况的建筑上时隔震效果最佳（B）A 坚硬场地上的高层建筑B 坚硬场地上的低层建筑C 柔软场地上的高层建筑D 柔软场地上的低层建筑12.在分析隔震层的隔震效果时，《建筑隔震设计标准》中采用的计算方法是（C）。
低屈服点钢材及结构构件研究进展
低屈服点钢材及结构构件研究进展∗卫㊀璇１㊀杨㊀璐１㊀施㊀刚２㊀李永吉１（１．北京工业大学建筑工程学院，北京㊀１００１２４；２．清华大学土木工程安全与耐久部重点实验室，北京㊀１０００８４）摘㊀要：低屈服点钢因其独特的力学性能，在结构的耗能减震设计中的应用日渐广泛㊂根据国内外学者对低屈服点钢材及结构构件受力性能的研究成果，总结１００，１６０，２２５ＭＰａ级低屈服点钢材的静力拉伸力学性能㊁循环荷载下的力学性能㊁焊接性能以及结构构件的滞回性能等，同时介绍了低屈服点钢在实际工程中的应用㊂提出了对该类钢材的进一步研究建议，通过完善低屈服点钢材的各项力学性能，并对其结构构件形成完备的设计体系，促进其在结构工程中的应用和发展㊂关键词：低屈服点钢；耗能减震；力学性能；工程应用ＤＯＩ：１０ １３２０６／ｊ．ｇｊｇ２０１７０５００１ＲＥＳＥＡＲＣＨＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＬＯＷＹＩＥＬＤＰＯＩＮＴＳＴＥＥＬＡＮＤＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＭＥＭＢＥＲＳＷｅｉＸｕａｎ１㊀ＹａｎｇＬｕ１㊀ＳｈｉＧａｎｇ２㊀ＬｉＹｏｎｇｊｉ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳａｆｅｔｙａｎｄＤｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｕｎｉｑｕｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌｈａｓｂｅｅｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｍｅｍｂｅｒｓｏｆ１００，１６０ａｎｄ２２５ＭＰａｇｒａｄｅｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｉｃｔｅｎｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｕｎｄｅｒｓｔａｔｉｃｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｍｅｍｂｅｒｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｓｈｏｕｌｄｉｎｃｌｕｄｅｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌａｎｄｆｏｒｍｉｎｇａｃｏｍｐｌｅｔｅｄｅｓｉｇｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｍｅｍｂｅｒｓｔｏｐｒｏｍｏｔｅｉｔｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌ；ｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ∗北京市科技新星计划项目（２０１６１１７）；国家自然科学基金项目（５１４０８０３１）㊂第一作者：卫璇，男，１９９２年出生，硕士研究生㊂Ｅｍａｉｌ：ｗｅｉｙｘｍｍ＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１６－１１－１５㊀㊀低屈服点钢是指采用接近工业纯铁的成分，通过降低钢材中的碳含量及合金元素生产出的具有较低屈服点并且屈服强度控制在较低范围内的钢材，其断后伸长率一般在５０％以上，进入塑性状态后有良好的滞回性能［１－４］㊂因此，低屈服点钢作为新型的耗能减震材料在结构抗震设计中得到了越来越多的应用［５－８］㊂日本新日铁公司于１９９５年研制出低屈服点钢材［９］；之后台湾中钢和川崎制铁也开发出类似的低屈服点钢材［１］；在中国内地的钢铁企业中，宝钢［４］㊁鞍钢［１０］㊁南京钢铁［１１］和武汉钢铁［１２］也进行了低屈服点钢材的研究和开发㊂近年来，基于性态的抗震设计关注度较高，很多科研人员将传统的 抗震 理念转变为了 减震 理念［１３－１５］㊂低屈服点钢材因其独特的力学性能，在地震中先于结构主体屈服，依靠反复的塑性变形吸收地震能量，从而保证结构主体不发生大的破坏，达到 大震可修 的设计目标㊂然而，作为新型的耗能减震材料，目前国内鲜有专门针对低屈服点钢的规范设计条文㊂本文对低屈服点钢材的力学性能㊁焊接性能及其结构构件的耗能性能作了总结，并介绍了低屈服点钢在耗能减震工程中的应用，最后提出了对该类钢材的进一步研究建议及展望，可为该领域今后的研究发展和实际工程应用提供参考㊂１㊀低屈服点钢材的力学性能１ １㊀静力拉伸力学性能文献［１］对目前市场上常见的低屈服点钢主要力学性能做了统计，如表１所示㊂文献［１６］研究了ＬＹ１００和ＬＹ２２５静力单调加载时的应力－应变关系，并与普通钢材进行了比较，结果显示：低屈服点钢断后伸长率大，屈服点低，特别指出ＬＹ１００没有明显的屈服平台；文献［１７］对ＬＹＰ１００试件做了单调拉伸试验，列出了试件单调加㊀㊀㊀㊀表１㊀低屈服点钢的主要力学性能牌号屈服强度／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａ屈强比／％断后伸长率／％冲击性能温度／ħ冲击功／ＪＬＹ１００８０ １２０２００ ３００ɤ６０ȡ５００ȡ２７ＬＹ１６０１４０ １８０２２０ ３２０ɤ８０ȡ４５０ȡ２７ＬＹ２２５２０５ ２４５３００ ４００ɤ８０ȡ４００ȡ２７载的力学性能结果，显示出良好的延性；文献［１８］对１６０ＭＰａ级低屈服点钢的制备工艺和室温力学性能进行了研究；文献［１９］中对宝钢生产的ＢＬＹ２２５进行了力学性能测试，各项指标满足要求，并且显示出良好的Ｚ向性能；文献［２０］做了与文献［１７］类似的试验研究，选用的是ＬＹＰ２２５钢材，钢材断裂时拉应变超过了５０％，显示出良好的延性㊂１ ２㊀循环荷载下材料的力学性能国内外学者对循环荷载下低屈服点钢材的疲劳性能做了大量研究［２１］，Ｄｕｓｉｃｋａ等研究了低屈服点钢材ＬＹＰ１００在不同应变速率下的循环加载性能，结果显示低屈服点钢材的循环硬化要明显高于普通钢材［２２］；文献［２３］对宝钢生产的低屈服点钢材ＢＬＹ１００做了低周疲劳性能试验，对比不同应变速率的滞回曲线发现，应变速率的改变对连续应变幅的应力－应变曲线没有明显的影响，试验结果也表明ＢＬＹ１００具有良好的低周疲劳特性；清华大学的王佼娇等对ＬＹＰ１００钢材的循环本构关系进行了深入研究［１７］，分析了循环荷载作用下的响应以及最终破坏形态，采用Ｒａｍｂｅｒｇ⁃Ｏｓｇｏｏｄ模型对逐级加载下的骨架曲线进行了拟合，计算式如下：Δε２＝Δεｅ２＋Δεｐ２＝Δσ２Ｅ＋（Δσ２Ｋᶄ）１／ｎ（１）式中：Δε为总应变幅；Δεｅ为应变幅中弹性部分；Δεｐ为应变幅中塑性部分；Δσ为应力幅；Ｅ为弹性模量；Ｋᶄ为循环硬化系数；ｎ为循环硬化指数㊂文献［１７］还基于Ｃｈａｂｏｃｈｅ本构模型进行了钢材本构关系的强化参数标定，通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ验证了参数的准确性，为低屈服点钢材ＬＹＰ１００应用在整体结构中的地震反应分析提供了基础㊂文献［１８］分析了１６０ＭＰａ级低屈服点钢的低周疲劳性能，模拟地震时的交变荷载，对试件进行循环加载，试验结果表明该类钢材具有良好的低周疲劳性能；文献［２４］对ＢＬＹ１６０做了循环荷载下低周疲劳性能的试验，结果表明：随着应变的增加，低屈服点钢的屈服和抗拉强度比传统钢材降低很多，但应变对延伸率的影响较小；文献［２５］中分别研究了ＬＹＰ１６０低屈服点钢在循环荷载作用下材料的循环应力响应特征㊁循环应力与应变的关系㊁应变幅和应变速率对材料低周疲劳性能的影响，结果显示：ＬＹＰ１６０钢材的滞回曲线饱满，循环硬化特征明显，具有良好的低周疲劳特性㊂文献［１９］对宝钢生产的ＢＬＹ２２５进行了循环荷载下的力学性能研究，结果显示该类钢材虽然断后伸长率略低，但强度较高，有良好的低周疲劳性能；清华大学的石永久进行了与文献［１７］类似的循环加载试验，对ＬＹＰ２２５低屈服点钢的循环本构关系做了深入研究［２０］㊂１ ３㊀其他力学性能文献［１１］中设计了超低碳低铌㊁超低碳低镍和超低碳３种低屈服点抗震钢，并研究了３种钢的组织和力学性能，结果表明：超低碳低铌钢具有最优的塑性和超低温冲击韧性；文献［１８］研究了１６０ＭＰａ级低屈服点钢板的冲击性能，０ħ时试件冲击功相差不大，－２０ħ时的冲击功大幅下降，但依然远大于２７Ｊ；Ｚｈａｎｇ等对鞍钢生产的２２５ＭＰａ级低屈服点钢分别进行了拟静力加载试验和分离式霍普金森压杆试验，研究其吸收消耗爆破及振动荷载的能力，同时进行了数值模拟分析，结果显示：低屈服点钢通过自身的塑性变形有效地吸收了爆破及振动荷载，可在防护性建筑物中使用［２６］㊂２㊀焊接性能龚士弘等采用再结晶控制轧制工艺制备的钢板（在性能上近似日本的ＬＹＰ２３５），并对其焊接性能进行了分析［２７］，结果表明，试验钢的碳当量Ｃｅｑ为０ １０５，当Ｃｅｑ＜０ ３５时，焊接性能良好；文献［２４］中以ＢＬＹ１６０为代表进行了低屈服点钢的焊接试验，结果表明，该钢材具有良好的可焊接性能，焊接接头性能良好；文献［２８］对宝钢生产的ＢＬＹ２２５进行了焊接性能研究，结果显示：该类钢材的化学成分和力学性能均匀，具有很好的抗层状撕裂性能和良好的可焊性，而且ＢＬＹ２２５和Ｑ３４５异种钢对接接头和角接接头都具有优良的综合力学性能；文献［２９］对宝钢ＢＬＹ１６０进行了焊接工艺分析，由于ＢＬＹ１６０钢板质地较软，故选择剪床剪切下料，焊缝金属采用实芯含Ｔｉ元素ＣＯ２气体保护焊丝，试验结果证明：选用合适的焊材以及合理的焊接参数，所制作焊接的ＢＬＹ１６０低屈服点钢阻尼器完全可以满足ＧＢ５００１１ ２０１０‘建筑抗震设计规范“的要求㊂３㊀低屈服点钢结构构件的研究及应用３ １㊀钢板剪力墙将低屈服点钢材用于钢板剪力墙结构中，不仅使剪力墙具有良好的延性，而且能依靠钢板本身的塑性变形提供耗能能力［３０］㊂文献［３１］总结了国内外学者对低屈服点钢板剪力墙的抗震性能研究，如表２所示；同时，介绍了低屈服点钢板剪力墙滞回模型的研究，如表３所示㊂表２㊀国内外低屈服点钢板剪力墙研究汇总年份学者研究内容研究方法主要结论２００７蔡克铨等［３２］几种防屈曲措施低屈服点钢板剪力墙的抗震性能试验研究滞回耗能能力强㊁延性好２００９Ｖｉａｎ等［３３］开洞及非开洞式低屈服点钢板剪力墙的滞回性能试验研究滞回曲线饱满㊁有较好的延性２０１１Ｃｈｅｎ等［３４］不同高厚比低屈服点钢板剪力墙的试验研究试验研究层间位移角可达５％以上２０１２黄育琪等［３５］低屈服点钢板剪力墙抗剪性能和滞回性能数值模拟相比普通钢板剪力墙延性更好表３㊀国内外低屈服点钢板剪力墙滞回模型研究年份学者滞回模型１９９５Ｎａｋａｓｈｉｍａ等［３６］多面模型２００６Ｃｈｅｎ等［３７］双向拉杆简化计算模型２００７蔡克铨等［３２］拉杆模型（单元只受拉）㊀㊀Ｅｕｒｉｐｉｄｉｓ用数值模拟的方法对比了低屈服点钢板剪力墙结构和普通钢板剪力墙结构在地震作用下的响应，结果显示，低屈服点钢板剪力墙可有效提高结构的抗震性能［３８］㊂文献［３９］和文献［４０］分别对密肋框格防屈曲低屈服点钢板剪力墙及纵横加劲防屈曲低屈服点钢板剪力墙进行了缩尺模型的低周往复加载试验，低屈服点钢材均选用ＢＬＹ１６０㊂结果表明：低屈服点钢内嵌板滞回性能良好，配合密肋有效提高了结构的延性和耗能性能，降低了边缘框架柱的稳定负担，保证了结构整体的安全性㊂Ｃｈｅｎ等对低屈服点钢板剪力墙在交变荷载下的周期性行为进行研究，并介绍了２００９年宝钢承建的都江堰幸福家园㊃逸园（一期）工程中采用的带缝低屈服点钢板剪力墙结构㊂试验结果表明：宝钢带缝低屈服点钢板剪力墙的强度㊁稳定性能均符合要求，而且具有良好的延性［４１］㊂３ ２㊀屈曲约束支撑文献［４２］对芯材为１００ＭＰａ级低屈服点钢屈曲约束支撑进行了拉压往复加载试验研究㊂分析表明：此类构件能防止芯材在屈服前发生压屈，充分发挥低屈服点钢延性好的优势，试件强化特征明显，等效黏滞阻尼比较大，具有良好的塑性变形能力和耗能能力㊂文献［４３］以敦煌文化论坛国际会议中心为背景，在３种地震波作用下，对带有低屈服点钢屈曲约束支撑的钢桁架屋面结构进行了减震性能分析㊂结果表明：采用低屈服点钢防屈曲支撑代替原结构杆件更易屈服，上下弦杆及腹杆的轴力减震率分别高达３０ ６％，３６ ０％和２０ １％，耗能效果良好㊂文献［４４］利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ对普通支撑框架结构和低屈服点钢屈曲约束支撑框架结构模型进行了罕遇地震时程分析㊂其中屈曲约束支撑芯材选用的是低屈服点钢ＬＹ１００，钢材的本构关系选用双线性强化弹塑性模型㊂文献［４５］在对芯材为ＬＹＰ１００的低屈服点钢屈曲约束支撑进行ＡＢＡＱＵＳ数值模拟，本构关系选用的是Ｃｏｍｂｉｎｅｄ混合强化模型㊂文献［４６］中腹板式钢制屈曲约束支撑的芯材采用ＳＬＹ１２０低屈服点钢，用ＡＮＳＹＳ进行数值模拟时，本构关系选用的是双线性强化模型，并对构件做了拟静力往复加载试验，对滞回曲线㊁恢复力模型㊁累积塑性变形及耗能能力进行了分析㊂三者通过有限元软件对低屈服点钢屈曲约束支撑的数值模拟均得到了良好的结果，文献［４５］和文献［４６］的模拟结果与试验结果基本吻合㊂由宝钢生产的１６０ＭＰａ级低屈服点钢制作而成的ＴＪ－１型屈曲约束支撑在２０１０年上海世博会场馆建设工程中得到了应用［４７］㊂日本的低屈服点钢双管体系也成功应用于一座２０世纪７０年代所建建筑物的抗震加固中［４８］㊂３ ３㊀其他类型消能阻尼器滞变型阻尼器与其构造尺寸相比具有很大的耗能减震能力，且造价低廉，但其仅在结构持续发生非弹性变形之后才能起作用［３６，４８－４９］，用低屈服点钢来制作滞变型阻尼器能够确保小变形时阻尼器的屈服和能量耗散［５０］㊂清华大学针对由宝钢ＢＬＹ１６０低屈服点钢制作而成的剪切型阻尼器进行了３组拟静力试验研究［５１］，结果表明：该阻尼器具有初始刚度大，屈服位移小，延性性能良好，滞回曲线饱满以及耗能能力强的特性，而且材料的循环强化现象明显㊂宋中霜等对由鞍钢生产的Ｑ１００㊁Ｑ１６０㊁Ｑ２２５低屈服点钢制作而成的剪切板阻尼器进行了滞回性能试验研究，考察了核心板连接方式㊁高厚比㊁十字加劲肋对其滞回性能的影响，对阻尼器的滞回曲线㊁骨架曲线㊁峰值水平力㊁等效黏滞阻尼系数以及平均耗能指数进行了综合分析，并给出了相应的耗能性能评价［１０］㊂低屈服点钢具有良好的塑性变形和滞回耗能能力，在日本的耗能减震设计中已经得到了广泛的应用［５２］㊂文献［４１，５３］总结了国内外低屈服点软钢阻尼器的实际应用，如表４所示㊂其中Ｘ型软钢阻尼器在２００７年首都体育馆的结构改造中得到了应用㊂表４㊀国内外低屈服点钢阻尼器研究及应用汇总年份㊀㊀㊀文献㊀阻尼器类型应用１９９１１９９３Ｗｈｉｔｔａｋｅ等［５４］Ｔｓａｉ等［５５］Ｘ型软钢阻尼器三角形软钢阻尼器旧金山某银行㊁墨西哥Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ医院Ｉｚａｚａｇａ３８ ４０号楼㊁ＴｈｅＲｅｆｏｒｍａ１９９８周云等［５６－５７］圆环软钢阻尼器２００３邢书涛等［５８］开孔式软钢阻尼器西安长乐苑招商局广场㊁上海某公司机房大楼２００４李玉顺等［５９］极低屈服点钢阻尼器㊀㊀文献［２９］对以宝钢ＢＬＹ１６０钢板制作的抗震消能阻尼器进行检测，表明其具有良好的抗震性能，并将其成功应用于河南天丰节能板材科技有限公司住宅楼的抗震设计中；文献［６０］选择了３种墩高的典型高速铁路简支梁桥为研究对象，进行了罕遇地震下设置低屈服点钢减震榫时的非线性时程反应分析及不设置减震榫时的线性时程反应分析㊂结果表明：设置减震榫后，桥墩墩底及承台底部弯矩明显减小，而且有效提高了重力式桥墩的抗震性能㊂文献［１２］中采用武钢生产的低屈服点钢制作了多向低屈服点钢隔震耗能支座，并通过有限元软件ＡＮＳＹＳ进行数值模拟㊂结果表明：该类支座具有较好的延性和耗能能力㊂文献［６１］提出了一种低屈服点钢耗能减震密肋复合墙板，通过算例对耗能减震控制体系进行了抗震分析㊂计算结果表明：布置了少量低屈服点钢ＲＣ密肋复合墙板的结构在多遇地震作用下减震率达到１５％ ３０％；在设防烈度地震和罕遇地震作用下的减震率可达到３０％ ７０％，耗能能力显著提高㊂３ ４㊀低屈服点钢筋文献［２９］中介绍了张合式不同屈服点钢筋混凝土弹塑性耗能铰的耗能机理，充分利用低屈服点钢筋塑性变形和普通钢筋弹性变形使金属平板有效地张开㊁闭合，达到耗能减震的效果㊂文献［６２］和文献［６３］分别对低屈服点钢筋混凝土 Ｔ 形节点和十字形节点做了研究㊂前者主要用ＡＢＡＱＵＳ对低屈服点钢筋混凝土 Ｔ 形节点进行建模和低周反复加载下的有限元分析，后者通过试验对比了普通钢筋与低屈服点钢筋混凝土十字形节点的耗能能力㊂二者结果都表明：低屈服点钢筋显著提高了钢筋混凝土节点的耗能能力㊂４㊀结㊀论１）低屈服点钢具有良好的塑性变形和滞回耗能能力，国产低屈服点钢的研究发展也十分迅速；低屈服点钢的设计及应用规范化将进一步推进其在耗能减震工程中的应用㊂２）低屈服点钢材的力学性能还需要进行更系统㊁深入的研究㊂我国北方部分地区处于地震带，冬季气温偏低，对抗震用钢的低温力学性能要求较高，而目前国内学者对这方面研究较少；低屈服点钢作为耗能减震构件应用于结构中，其连接节点的力学性能也需要做更多的研究㊂３）低屈服点钢板剪力墙滞回耗能性能及延性都强于普通钢板剪力墙，但缺少准确高效的滞回模型，而且钢板屈服强度低，对比普通钢板剪力墙结构，其侧向刚度偏小，可能会过早进入屈服状态；屈曲约束支撑兼具抗震和耗能减震的特性，如果多遇地震下芯材屈服则会造成不必要的浪费㊂因此为了保证低屈服点钢充分发挥作用，采用正确的结构形式及合理设计结构构件尤为重要㊂４）国内学者对不同的低屈服点钢结构构件做了大量试验研究，但在实际工程中的应用较少，应该充分利用低屈服点钢的优势，为结构的耗能减震提供更好的设计方案，提高其在实际工程中的应用比例㊂参考文献［１］㊀宋凤明，温东辉，李自刚，等．低屈服点钢的发展及应用［Ｊ］．热加工工艺，２００８（６）：８５－８８．［２］㊀范纬．抗震新材料：低屈服点钢材［Ｊ］．中国高新技术企业，２００９（６）：２６－２７．［３］㊀刘瑞，李玉顺．极低屈服点钢材在耗能减震控制中的应用［Ｊ］．低温建筑技术，２００６（２）：５２－５３．［４］㊀宋凤明，温东辉，李自刚．抗震用极低屈服点钢组织和性能研究［Ｊ］．热加工工艺，２００８（２２）：２８－３１．［５］㊀ＴａｎｅｍｉＹａｍａｇｕｃｈｉ，ＴｏｒｕＴａｋｅｕｃｈｉ，ＴｏｓｈｉｍｉｃｈｉＮａｇａｏ，ｅｔａｌ．ＳｅｉｓｍｉｃＣｏｎｔｒｏｌＤｅｖｉｃｅｓＵｓｉｎｇＬｏｗ⁃Ｙｉｅｌｄ⁃ＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌ［Ｊ］．ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ，１９９８（７７）：６５－７２．［６］㊀ＳｕｇｉｓａｗａＭ，ＮａｋａｍｕｒａＨ，ＩｃｈｉｋａｗａＹ，ｅｔａｌ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈｑｕａｋｅ⁃Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ，ＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄＢａｓｅＩｓｏｌａｔｉｏｎＴｅｃｈ⁃ｎｏｌｏｇｙｆｏｒＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ，１９９５（６６）：３７－４６．［７］㊀ＳｈｉｈＭＨ，ＳｕｎｇＷＰ．ＡＭｏｄｅｌｆｏｒＨｙｓｔｅｒｅｔｉｃＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＲｈｏｍ⁃ｂｉｃＬｏｗＹｉｅｌｄＳｔｒｅｎｇｔｈＳｔｅｅｌＡｄｄｅｄＤａｍｐｉｎｇａｎｄＳｔｉｆｆｎｅｓｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００５（８３）：８９５－９０８．［８］㊀周建龙，汪大绥，姜文伟，等．防屈曲耗能支撑在世博中心工程中的应用研究［Ｊ］．建筑结构，２００９（５）：２９－３３．［９］㊀ＯｈａｓｈｉＭ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮｅｗＳｔｅｅｌＰｌａｔｅｓｆｏｒＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＵｓｅ［Ｊ］．ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔＯｖｅｒｓｅａｓ，１９９０（４４）：８－１５．［１０］宋中霜，李冀龙，韩露，等．低屈服点钢剪切板阻尼器滞回性能试验研究［Ｊ］．防灾减灾工程学报，２０１４（３）：２８９－２９５．［１１］郑建平，黄贞益，苑阳阳，等．超低碳低屈服点钢组织与性能研究［Ｊ］．热处理，２０１５（３）：６－９．［１２］张望，舒赣平．多向低屈服点钢隔震耗能支座开发与研究［Ｊ］．建筑结构，２０１３（１５）：１１３－１１６，６２．［１３］周云，徐彤，俞公骅，等．耗能减震技术研究及应用的新进展［Ｊ］．地震工程与工程振动，１９９９（２）：１２２－１３１．［１４］王毅恒，钟小兵，田北平，等．基于ＧＩＳ的城市建筑防震减灾系统［Ｊ］．四川理工学院学报（自然科学版），２０１３（２）：８６－８８．［１５］赵鸿铁，徐赵东，张兴虎．耗能减震控制的研究㊁应用与发展［Ｊ］．西安建筑科技大学学报（自然科学版），２００１（１）：１－５，２３．［１６］蔡益燕．积极开发低屈服点钢材［Ｊ］．建筑结构，２００６（１０）：１０６－１０７．［１７］王佼姣，石永久，王元清，等．低屈服点钢材ＬＹＰ１００循环加载试验［Ｊ］．浙江大学学报（工学版），２０１５（８）：１４０１－１４０９．［１８］何博，蔡庆伍，李瑞，等．抗震用１６０ＭＰａ级低屈服点钢制备工艺研究［Ｊ］．轧钢，２０１４（１）：１０－１３．［１９］宋凤明，温东辉，李自刚．２２５ＭＰａ级抗震用低屈服点钢的开发［Ｊ］．热加工工艺，２００９（１２）：６２－６３，６９．［２０］石永久，王佼姣，王元清，等．循环荷载下低屈服点钢材ＬＹＰ２２５的力学性能［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），２０１４（６）：１２６０－１２６５．［２１］ＥｉｉｃｈｉｒｏＳａｅｋｉ，ＭｉｔｓｕｒｕＳｕｇｉｓａｗａ，ＴａｎｅｍｉＹａｍａｇｕｃｈｉ，ｅｔａｌ．Ｍｅ⁃ｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬｏｗＹｉｅｌｄＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅ⁃ｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９８，１０（３）：１４３－１５２．［２２］ＤｕｓｉｃｋａＰ，ＩｔａｎｉＡＭ，ＢｕｃｋｌｅＩＧ．ＣｙｃｌｉｃＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＰｌａｔｅＳｔｅｅｌｓＵｎｄｅｒＬａｒｇｅＩｎｅｌａｓｔｉｃＳｔｒａｉｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２００７，６３（２）：１５６－１６４．［２３］宋凤明，温东辉，李陈，等．极低屈服点钢低周疲劳特性［Ｊ］．钢铁研究学报，２０１０（５）：３７－４０．［２４］温东辉，宋凤明，刘自成，等．建筑抗震用低屈服点钢的生产与应用［Ｊ］．建筑钢结构进展，２００９（５）：１６－１９，６２．［２５］付磊，张应迁，罗云蓉，等．阻尼器用低屈服点钢ＢＬＹ１６０的低周疲劳性能［Ｊ］．钢铁研究学报，２０１５（３）：６５－６９．［２６］ＺｈａｎｇＣｈｕｎｗｅｉ．ＤｙｎａｍｉｃＴｅｓｔａｎｄＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＭｏｄｅｌｏｆ２２５ＭＰａＬｏｗＹｉｅｌｄＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌＭａｔｅｒｉａｌａｎｄｉｔｓＥｎｅｒｇｙＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＡｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，２（４）：５２７－５４０．［２７］龚士弘，盛光敏，姚德康，等．减震器用钢研究［Ｊ］．钢铁，２００１（９）：５５－５７，６１．［２８］屈朝霞，许磊，温东辉．宝钢低屈服点钢ＢＬＹ２２５的焊接性能［Ｊ］．建筑钢结构进展，２００９（５）：２０－２４．［２９］宋统战，张新宁．低屈服点钢抗震耗能阻尼器焊接工艺分析［Ｊ］．现代焊接，２０１３（１０）：３０－３２．［３０］ＶｉａｎＤ，ＢｒｕｎｅａｕＭ．ＴｅｓｔｉｎｇｏｆＳｐｅｃｉａｌＬＹＳＳｔｅｅｌＰｌａｔｅＳｈｅａｒＷａｌｌｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１３ｔｈＷｏｒｌｄＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥａｒｔｈ⁃ｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｖａｎｃｏｕｖｅｒ，Ｃａｎａｄａ：ＢｒｉｔｉｓｈＣｏｌｕｍｂｉａ，２００４：９７８．［３１］王萌，杨维国．低屈服点钢板剪力墙抗震行为研究进展［Ｃ］／／中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第１４届（ＩＳＳＦ ２０１４）学术交流会暨教学研讨会论文集．北京：中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会，２０１４．［３２］蔡克铨，林盈成，林志翰．钢板剪力墙抗震行为与设计［Ｊ］．建筑钢结构进展，２００７（５）：１９－２５．［３３］ＶｉａｎＤ，ＢｒｕｎｅａｕＭ，ＴｓａｉＫＣ，ｅｔａｌ．ＳｐｅｃｉａｌＰｅｒｆｏｒａｔｅｄＳｔｅｅｌＰｌａｔｅＳｈｅａｒＷａｌｌｓｗｉｔｈＲｅｄｕｃｅｄＢｅａｍＳｅｃｔｉｏｎＡｎｃｈｏｒＢｅａｍＩ：Ｅｘ⁃ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，１３５（３）：２１１－２２０．［３４］ＣｈｅｎＳＪ，ＪｈａｎｇＣ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙＯｆＬｏｗ－Ｙｉｅｌｄ－ＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌＰｌａｔｅＳｈｅａｒＷａｌｌＵｎｄｅｒＩｎ－ＰｌａｎｅＬｏａｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｎ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，６７（６）：９７７－９８５．［３５］黄育琪，郝际平，崔阳阳，等．低屈服点钢板剪力墙抗震性能研究［Ｊ］．钢结构，２０１２，２７（１０）：１－５．［３６］ＮａｋａｓｈｉｍａＭ，ＡｋａｗａｚａＴ，ＴｓｕｊｉＢ．Ｓｔｒａｉｎ－ＨａｒｄｅｎｉｎｇＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＳｈｅａｒＰａｎｅｌｓＭａｄｅｏｆＬｏｗ－ＹｉｅｌｄＳｔｅｅｌＩｉ：Ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡＳＣＥ，１９９５，１２１（１２）：１７５０－１７５７．［３７］ＣｈｅｎＳＪ，ＪｈａｎｇＣ．ＣｙｃｌｉｃＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＬｏｗＹｉｅｌｄＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌＳｈｅａｒＷａｌｌｓ［Ｊ］．Ｔｈｉｎ⁃ＷａｌｌｅｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００６，４４（７）：７３０－７３８．［３８］ＥｕｒｉｐｉｄｉｓＭｉｓｔａｋｉｄｉｓ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｆＬｏｗ⁃ＹｉｅｌｄＰｏｉｎｔＳｔｅｅｌＳｈｅａｒＷａｌｌｓＵｓｅｄｆｏｒＳｅｉｓｍｉｃＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍ⁃ｐｕｔａｔｉｏｎｓ，２０１０，２７（２）：２５７－２７９．［３９］郭昭，郝际平，房晨，等．纵横加劲防屈曲低屈服点钢板剪力墙结构抗震性能试验研究［Ｊ］．建筑结构，２０１５（１０）：５－９，３１．［４０］房晨，郝际平，袁昌鲁，等．密肋框格防屈曲低屈服点钢板剪力墙抗震性能试验研究［Ｊ］．土木工程学报，２０１６（５）：７４－８６．［４１］万泽青，刘平．低屈服点钢在结构耗能减震中的应用［Ｊ］．钢结构，２０１０，２５（２）：３５－３８．［４２］王佼姣，石永久，严红，等．低屈服点全钢防屈曲支撑抗震性能试验研究［Ｊ］．土木工程学报，２０１３（１０）：９－１６，２５．［４３］王秀丽，梅凤军，李鹏博．低屈服点钢防屈曲支撑在桁架结构中的减震研究［Ｊ］．甘肃科学学报，２０１５（５）：８０－８４．［４４］国忠岩，张文元．防屈曲支撑框架与普通支撑框架的抗震性能比较［Ｊ］．工业建筑，２００９，３９（增刊）：６２０－６２３．。
钢板剪力墙的分类及性能研究
钢板剪力墙的分类及性能研究摘要：对不同形式的钢板剪力墙，即非加劲钢板墙、加劲钢板墙、开竖缝钢板墙、组合钢板墙及低屈服点钢板墙的构造特点及工作性能分别加以说明，并介绍它们在实际工程中的应用。
概括了加劲和非加劲钢板墙在单向静力荷载和往复荷载下的受力特性及国外相关的设计理论和规范。
关键词：钢板剪力墙滞回曲线拉力带防屈曲钢板墙高层建筑是近现代经济发展和科学进步的产物。
由于高层建筑需要有较大的侧向刚度,因此设计中,抗侧力结构的设计是关键。
基本的抗侧力结构体系有以下三种:梁柱刚接的纯框架结构、框架)支撑结构和框架)剪力墙(或框架-筒体)结构。
其中, 梁柱刚接的纯框架完全依赖梁柱节点的刚性连接来抵抗水平力(风、地震作用),当结构超过20层以后,需要非常大的梁柱截面控制结构侧移,经济性很差。
结构达到40层时,支撑框架被证明是有效的抗侧力体系,但缺点是支撑在往复荷载作用下易发生屈曲。
要避免上述现象,支撑必须做得相当强壮,不仅导致较大的地震作用,而且导致结构在某个方向的侧移刚度不便自由调整。
在目前超高层结构设计中流行的框剪及筒中筒体系自身就存在着缺陷,即钢筋混凝土剪力墙或核芯筒与钢框架的延性及刚度严重不匹配。
强震作用下,由于作为第1道抗震防线的钢筋混凝土剪力墙或核心筒承担了85%的水平地震力,很快因开裂、压碎而导致刚度及延性急剧退化,不利于后期地震能量的消耗。
1 钢板墙的构成与优点钢板墙结构单元由内嵌钢板及边缘构件(梁、柱)组成,其内嵌钢板与框架的连接由鱼尾板过渡,即预先将鱼尾板与框架焊接,内嵌钢板再与鱼尾板焊接(双面角焊)或栓接。
当内嵌钢板沿结构某跨连续布置时,即形成钢板墙体系。
钢板墙的整体受力特性类似于底端固接的竖向悬臂板梁:竖向边缘构件相当于翼缘,内嵌钢板相当于腹板;水平边缘构件则可近似等效为横向加劲肋。
近30年来,研究揭示薄钢板的屈曲并不意味着丧失承载力,相反,屈曲后的拉力带类似于一系列斜撑作用,因此仍具备较大的弹性侧移刚度和抗剪承载力。
高层建筑钢板剪力墙结构优化设计
高层建筑钢板剪力墙结构优化设计发表时间：2017-03-30T10:41:40.997Z 来源：《北方建筑》2016年12月第35期作者：周继峰[导读] 根据高厚比λ的取值，将钢板剪力墙结构分为：薄钢板剪力墙，λ≥250。
山东省冶金设计院股份有限公司山东济南 250000 摘要：住宅常用的钢板剪力墙结构整体性能好，承载力高，具有良好的抗震性能。
但钢板剪力墙结构自重大，墙柱用钢量高。
在满足结构安全适用的情况下，结构优化的目标就是减少剪力墙数量及材料用量，合理布置梁板。
本文总结了高层建筑钢板剪力墙结构优化设计中的注意事项，供同行探讨及参考。
关键词：高层建筑；钢板剪力墙；结构优化；优化设计Abstract：Residential commonly used steel plate shear wall structure of whole performance is good，high bearing capacity，good seismic performance.But the steel plate shear wall structure from major，high wall column with steel quantity.In the structure safety applicable cases，structure optimization goal is to reduce the consumption of the shear wall quantity and materials，reasonable decorate beam slab.This article summarizes the optimum design of steel plate shear wall structures of tall building considerations，explore and reference for the colleague.一、高层建筑钢板剪力墙结构类型第一，薄钢板剪力墙和厚钢板剪力墙。
低屈服点钢抗震耗能阻尼器焊接工艺分析
钢的化学成分主要是纯铁 ，其宝钢Ｂ Ｌ Ｙ １ ５ ０ ￣屈
服点钢的化学成分见表 １ 所示 ，从化学成分上可 以看出比普通低碳钢的碳含量及合金元素含量
要低 ，具有 良好的延展性和优 良的焊接性能。
表１ Ｂ Ｌ Ｙ１ ６ ０ ＭＰ ａ 低 屈 服 点钢 化 学 成 分 （ 质量分数， ％）
～
由于Ｂ Ｌ Ｙ １ ６ ０ 钢板质地较软 ，若用火焰切割 需要平整 的托板 ，一般钢结构制造厂切割钢板
支架不会那么平整 ，故选择剪床剪切下料
应变， ％
。
图ｌ 不 同应变条件下低屈服点钢应力应变曲线
（ 应变速率０ ． ５ Ｉ ｓ ）
４ ． ２ 焊材选择
抗拉强度 在３ ０ ０ Ｍ ａ ￣右 ，由于其材质具有特殊低屈服强度
ｃ ｌ ｓ ｉ ｌ Ｍｎ Ｉ Ｓ ｌ Ｐ ｌ Ａ Ｉ ｌ Ｎ Ｉ ｎ ≤０ ． ０ １ ｌ≤０ ． ０ ２ ｌ ０ ． Ｏ ５ ～ ０ ． １ ０ ｌ ≤０ ． ０ ０ ６ ｌ ≤０ ． Ｏ １ ｌ ０ ． ０ １ ～ ０ ． ０ ５ ｌ≤０ ． ０ ０ ５ Ｉ≤０ ． １ ０
作者简介
吸收地震能量来对建筑物提供安全保护。
表２ Ｂ Ｌ Ｙ １ ６ ０ ＭＰ ａ 低 屈 服点 钢 力 学 性 能
牌号 ｌ Ｒ ｐ ｏ ２ ／ Ｍ Ｐ ａ ｌ Ｒ ｍ ／ Ｍ Ｐ ａ Ｉ Ａ ０ ， ％ｌ Ｙ Ｒ ／ ％Ｉ ℃冲 击功 ／ Ｊ
Ｂ Ｌ Ｙ１ ６ ０ １ ｌ ４ ０ ～ １ ８ ０ １ ２ ２ ０ ～ ３ ２ ０ Ｉ≥４ ５ ｌ≤８ ０ ｌ ≥２ ７
，
焊接母材为Ｂ Ｌ Ｙ１ ６ ０ 低屈服点钢
和 良好 的塑 性 ，焊 缝 金 属 的一 般 选 用 原则 既 与
结构抗震设计中的新材料应用
结构抗震设计中的新材料应用在当今的建筑领域，结构抗震设计是保障建筑物在地震等自然灾害中安全稳定的关键环节。
随着科技的不断进步，新材料的涌现为结构抗震设计带来了新的机遇和挑战。
这些新材料不仅具有出色的性能，还能够显著提高建筑物的抗震能力，为人们的生命和财产安全提供更可靠的保障。
一、新型钢材在结构抗震设计中的应用高强度钢材是近年来在结构抗震设计中广泛应用的新型材料之一。
与传统钢材相比，高强度钢材具有更高的屈服强度和抗拉强度，能够在相同的受力条件下减小构件的截面尺寸，从而减轻结构的自重。
这对于提高建筑物的抗震性能具有重要意义，因为较轻的结构在地震作用下所受到的惯性力相对较小，能够降低地震对建筑物的破坏程度。
此外，耐候钢也是一种具有良好应用前景的新型钢材。
耐候钢具有优异的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下长期保持其性能稳定。
在结构抗震设计中，使用耐候钢可以减少钢材的维护成本，同时提高结构的耐久性和可靠性。
还有一种新型的钢材——低屈服点钢材，在结构抗震设计中发挥着独特的作用。
低屈服点钢材具有较低的屈服强度和良好的塑性变形能力，能够在地震作用下率先屈服并吸收能量，从而保护主体结构不受破坏。
二、纤维增强复合材料在结构抗震设计中的应用纤维增强复合材料（FRP）是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合并经过特定的工艺加工而成的高性能材料。
常见的纤维材料包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等，基体材料通常为环氧树脂或聚酯树脂。
FRP 具有高强度、高弹性模量、耐腐蚀和轻质等优点，在结构抗震加固和新建结构中得到了广泛的应用。
在结构抗震加固方面，FRP 可以通过粘贴或缠绕的方式对混凝土构件进行加固，提高其承载能力和抗震性能。
例如，在混凝土柱的表面粘贴碳纤维布，可以有效地约束混凝土的横向变形，提高柱的抗压强度和延性。
在新建结构中，FRP 也可以作为主要受力构件或与传统材料组合使用。
例如，FRP 筋可以替代传统的钢筋用于混凝土结构中，能够有效地解决钢筋锈蚀的问题，提高结构的耐久性和抗震性能。
(阅读)TJ型屈曲约束支撑设计手册2009版
刊 首 语TJ型屈曲约束支撑= “小震经济、中震不坏、大震易修”结构抗震设防的三原则：“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
采用TJ型屈曲约束支撑设防后，可以使建筑结构抗震性能更上一层楼，全面实现：z小震经济TJ型屈曲约束支撑由于没有受压稳定问题，其在风载与小震下构件承载能力比普通支撑提高3-10倍，支撑构件越长其承载能力提高越多。
相同条件下与普通支撑相比，其截面可大大减小，所以结构的抗侧刚度变柔，周期就相应加大。
2ηα0.45α00.1g T5g T6根据上图的反应谱曲线可以看出，结构周期加长，其地震反应就减小，周期由中心支撑方案1点增加到屈曲约束支撑方案2点，地震反应加速度有很大的减低；采用屈曲约束支撑方案后各阶周期都有增加，所以各阶振型的地震反应都减小，减小幅度一般为10-25%。
如果结构由地震工况控制，地震作用减小后，所有构件截面都可以减小，一般可降低结构整体造价10-30%。
z中震不坏TJ型屈曲约束支撑具有明确的屈服承载力，在中震下率先屈服耗能，可起到结构“保险丝”的作用，保护梁柱等重要的主体结构在中震下不屈服。
此外，对于一般的中震情况，屈曲约束支撑产生的塑性变形并不大，经过检查后大部分可以继续使用。
z大震易修TJ型屈曲约束支撑在弹塑性阶段工作时，变形能力强、滞回性能好，就如同一个性能优良的耗能阻尼器，比同类结构抵御大震的能力更强，使结构真正做到了大震安全。
大震后对于发生较大屈服的TJ型屈曲约束支撑也可以方便地更换，不影响建筑使用。
而传统的梁端塑性铰耗能破坏，损坏部分的梁拆除时，需要大面积临时支撑楼板或拆除楼板，极大地影响建筑使用。
产品部分应用实例：钢框架支撑结构：上海世博中心为中国2010年世博会四大永久场馆之一，总建筑面积约14万平方米，其中地上建筑面积10万平方米，地下室建筑面积4.2万平方米，地上建筑由两个单体组成，西侧为会展区，东侧为会议区。
会展区南北长约90米，东西长约162米，地下1层，地上7层，屋面高度约39米。
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。
屈曲约束支撑的研究现状及其应用_李俞谕2007
Indust rial Const ruct ion V ol.37,Supplement,2007 工业建筑 2007年第37卷增刊屈曲约束支撑的研究现状及其应用李俞谕 肖 岩(湖南大学土木学院 长沙 410082)摘 要:近几年来,在日本、美国、加拿大等国家,屈曲约束支撑因其优良的耗能性能、方便的施工工艺以及较好的经济性受到学术界和工程界的认同,而我国在该方面的研究还处于起步阶段。
为此介绍了屈曲约束支撑的特点、研究应用背景和现状。
关键词:屈曲约束支撑 滞回性能 研究现状 工程应用RESEARCHES ON BUC KLING RESTRAINED BRAC ES ANDTHEIR APPLIC ATIONS TO STRUCTURESL i Yuy u X iao Y an(Co lleg e of Civ il Eng ineer ing,Hunan U niv ersit y Chang sha 410082)Abstract:R ecently,in Japan,A merica and Canada etc.,Buckling Rest rained Braces are accepted by engineersand r esear cher s,w ith prefer able hyster etic behavio r,convenient co nstr uction cr aftw ork and better economy,how ever,the researches are still under the w ay in my countr y.T he paper intr oduces the char acteristic,t her esear ch backg ro und and status in quo of buckling restr ained braces.Keywords:Buckling Rest rained Braces hysteretic behavio r status in quo o f resea rch eng ineer ing applicatio n第一作者:李俞谕 女 1975年出生 博士研究生 工程师收稿日期:2007-04-16在强震和飓风的作用下结构会产生过大的非线性变形,往往造成震后和风后结构修复困难或者修复成本过高,因而不符合经济要求,支撑却能较好地减小地震和风荷载在主体结构中的作用效应。
带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构的结构影响系数和位移放大系数研究
带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构的结构影响系数和位移放大系数研究周玉浩;连鸣;韩瑞祥【期刊名称】《建筑钢结构进展》【年(卷),期】2024(26)1【摘要】在传统钢框筒结构的部分裙梁跨中处设置LYP225低屈服点钢耗能梁段,其余构件采用Q460高强度钢材,提出带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构(HSS-FTS-LSL)。
在地震作用下耗能梁段发生剪切屈服耗散地震能量,梁、柱等构件由于采用高强钢从而保持弹性或部分进入塑性阶段。
为了研究HSS-FTS-LSL的结构影响系数和位移放大系数,以楼层数、耗能梁段长度及布置方式为变量,按照我国规范设计了3组共8个HSS-FTS-LSL算例,并且考虑高阶振型的影响,采用分布侧向力调整法对各算例进行了Pushover分析,基于改进的能力谱法计算了8个算例的结构影响系数和位移放大系数,分析了结构层数、耗能梁段长度及布置方式对结构性能系数的影响并给出了建议取值。
最后,根据提出的HSS-FTS-LSL抗震设计反应谱对其中一个结构算例进行重设计,并对重设计前后两个算例结构进行弹塑性分析,对比了二者的抗震性能以及用钢量,验证了本文提出的HSS-FTS-LSL结构影响系数建议值的合理性。
【总页数】13页(P41-53)【作者】周玉浩;连鸣;韩瑞祥【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院;西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TU352.11;TU393.2【相关文献】1.带耗能梁段的高强钢框筒结构抗震性能试验研究与数值分析2.带可更换剪切型耗能梁段高强钢组合框筒的结构影响系数研究3.组合楼板效应对带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构滞回性能影响分析4.耗能梁段布置方式对含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构抗震性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
带可更换阻尼器的波形钢板剪力墙抗震性能试验研究
第51卷第5期2020年5月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.51No.5May 2020带可更换阻尼器的波形钢板剪力墙抗震性能试验研究王威，韩斌，王万志，黄元昭(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安，710055)摘要：为研究一种带有可更换阻尼器的波形钢板剪力墙的抗震性能，对2种波形软钢阻尼器以及带有阻尼器的波形钢板剪力墙进行低周往复加载试验，分析阻尼器以及带有阻尼器剪力墙的力学特性，并采用ABAQUS 有限元软件对试验进行模拟。
研究结果表明：水平波形阻尼器具有良好的变形和耗能能力，竖向波形阻尼器具有较大的初始刚度和较高的承载力。
带有阻尼器的波形钢板剪力墙具有较好的初始刚度和承载能力，更换阻尼器时剪力墙处于弹塑性阶段，阻尼器发生明显的面外变形，内嵌波形钢板脚部存在微小变形，阻尼器可以有效地保护剪力墙。
更换阻尼器后的波形钢板剪力墙承载力有较小下降，滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力和延性，刚度退化缓慢。
有限元模拟结果与试验结果吻合度较高。
关键词：阻尼器；可更换；耗能能力；承载力；波形钢板剪力墙中图分类号：TU392.402；TU317.1文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）05-1350-11Experimental study of seismic performance of corrugated steelplate shear wall with replaceable damperWANG Wei,HAN Bin,WANG Wanzhi,HUANG Yuannzhao(School of Civil Engineering,Xi'an University of Architecture and Technology,Xi'an 710055,China)Abstract:In order to study the seismic performance of a corrugated steel plate shear wall with replaceable damper,the quasi-static cyclic tests were carried out on two corrugated mild steel dampers and the corrugated steel shear wall with damper,and the mechanical properties of the damper and the shear wall were analyzed,and the test was simulated by ABAQUS finite element software.The results show that the horizontal corrugated damper has good deformation and energy dissipation capacity,and the vertical corrugated damper has large initial stiffness and high bearing capacity.The corrugated steel plate shear wall with damper has good initial stiffness and bearing capacity.When the damper is replaced,the shear wall is in the elastoplastic stage,the damper has obvious out-of-plane deformation,and the embedded corrugated steel plate foot has slight deformation,the damper can effectively protect the shear wall.After replacing the damper,the bearing capacity of the corrugated steel plate shear wall has a slight decrease,the hysteresis curve is full,and it has good energy dissipation and ductility,and the stiffness deteriorates slowly.The finite element software simulation test results are in good agreement with those of the test.DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.05.019收稿日期：2019−06−12；修回日期：2019−07−18基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51578449，51878548);陕西省自然科学基础研究计划重点项目(2018JZ5013)(Projects(51578449，51878548)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project (2018JZ5013)supported by the Natural Science Basic Research Program of Shaanxi Province)通信作者：王威，博士，教授，从事高层建筑结构抗震设计研究；E-mail ：*******************第5期王威，等：带可更换阻尼器的波形钢板剪力墙抗震性能试验研究Key words:damper;replaceable;energy dissipate capacity;bearing capacity;corrugated steel plate shear wall作为多高层钢结构建筑的抗侧力构件，钢板剪力墙由约束边缘构件和内嵌钢板组成[1]，内嵌钢板与约束边缘构件通过焊接或栓接连接成整体。
轴向布置金属阻尼器力学性能研究
Vol. 41 No. 1Feb.4021第41卷第1期2021年2月地震工程与工程振动EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING DYNAMICS文章编号：1000 -1301(2021)01 -0122 -10DOI ： 10.11197/j. ieev. 4221.41.122. hudz. 415轴向布置金属阻尼器力学性能研究胡大柱1孙航1徐一鸣2,吴志平1，赵娟1(1.上海应用技术大学城市建设与安全工程学院，上海201013； 2.上海市浦东新区建设(集团)有限公司，上海200125)摘要:基于当前金属屈服消能器的应用特点和使用限制，提出一种轴向布置的金属阻尼器，其主要 构造特征为耗能钢板直接与连接钢支撑组合，使得支撑与阻尼器组合为单一减震构件，解决了金属 阻尼器需要斜撑对称布置的技术问题。
推导了轴向布置金属阻尼器的屈服承载力、刚度计算公式；进行了构件的低周往复荷载试验，得到了轴向布置金属阻尼器的滞回曲线和骨架曲线，试验结果验 证了有限元分析结果的准确性。
同时，试验结果表明：轴向布置的金属阻尼器具有良好的延性和稳定的滞回性能。
采用ABAQUS 有限元软件对12组不同参数的轴向布置金属阻尼器进行数值模拟， 研究了耗能板的不同布置方式、数量、耗能形式对阻尼器力学性能的影响，结果表明，耗能板宽厚比是轴向布置金属阻尼器滞回性能的最主要影响因素。
关键词:金属阻尼器;轴向布置阻尼器;拟静力试验;滞回性能;有限元分析;受力性能中图分类号:P315.9 文献标识码:AStudy on mechanical properties of axial arrangement metal damperHU Dazhu 1, SUN Hang 1, XU Yiming 2, WU Zhiping 1, ZHAO Juan 1(1. College of Urban Construction and Safety Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418 , China;2. Shanghai PuZoiig New Area Construction (Group) Co. , LtU. , Shanghai 200125, China)Abstroch : An nxia. drrdngemevi meta. Z ampae wns ZaVopeV aaseb on characteristict ang of chrrevimeta. yielO everay Zissinatoe. Ii consisteb of everey-dissinating stat plate ，Ziactly comaineV witU tUaing su V araco ，t。
阻尼器在耗能减震结构中的应用
阻尼器在耗能减震结构中的应用李霞昭;曾明会【摘要】随着建筑抗震技术的发展以及对抗震机理的深入认识,耗能减震成为了抗震技术的一个发展趋势,而耗能减震结构体系的实现主要依赖于研制出简便实用的耗能减震装置——阻尼器.本文从传统抗震方法与现代抗震理论的对比分析了现代抗震技术的优势,对阻尼器在耗能减震结构中的研究与应用进行了综述,包括耗能减震体系的特点；主要的几种阻尼器的耗能原理、构造及应用情况；提出了耗能减震技术在未来发展应用中需要探索的若干问题.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2013(039)004【总页数】5页(P32-36)【关键词】阻尼器;耗能减震;耗能减震结构体系;减震性能【作者】李霞昭;曾明会【作者单位】贵州大学空间结构研究中心,贵州贵阳550003;贵州大学空间结构研究中心,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】TU311.30 前言传统的抗震设计方法依靠构件的弹塑性变形来吸收地震能量，一方面不可避免地会给结构带来一定的损伤，甚至倒塌;另一方面随着建筑技术的发展，人们对于建筑的要求也越来越高，房屋高度越来高，结构跨度越来越大，而构件端面却越来越小，已经无法按照传统的加大构件截面或加强结构刚度的抗震方法来满足结构的抗震和抗风要求。
合理有效的现代抗震途径是采取结构振动控制技术。
工程结构振动控制是指在结构的特定部位安装某些特殊装置(如隔震垫等)、某种机构(如耗能支撑、耗能剪力墙等)或施加外力，以改变或调整结构的动力特性和动力作用，以调谐和减轻结构的地震反应。
自1972年J.T.RYao提出土木工程振动控制［1］的概念开始，结构振动控制现在已经成为结构抗震领域的热点课题之一;20世纪70年代，国际土木工程界首次提出了结构振动控制的概念，由此开辟了土木工程界一个崭新的研究领域——结构振动控制;20世纪80年代初，我国土木工程界王光远院士首先引入了结构振动控制的概念，随后国内土木工程界的广大学者、研究人员深入展开了结构隔震、耗能减震、吸振减震、主动控制、半主动控制和混合控制等方向的研究，取得了一系列丰硕的成果。
塑性铰外移的钢结构梁柱节点连接研究进展谭潜
塑性铰外移的钢结构梁柱节点连接研究进展谭潜发布时间：2021-07-29T09:19:57.847Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：谭潜[导读] Northridge地震中出现了钢结构梁柱交接面开裂破坏，不满足结构抗震设计中“强节点弱构件中机中联工程有限公司重庆市 400039摘要：Northridge地震中出现了钢结构梁柱交接面开裂破坏，不满足结构抗震设计中“强节点弱构件，强柱弱梁”的抗震设计原则。
据此，提出塑性铰外移实现耗能的钢结构节点连接。
本文主要从节点加强，梁削弱以及通过悬臂短梁实现塑性铰外移而提出的钢结构节点连接的改进、实验及仿真方面的研究进展做了简单综述，提出目前节点连接存在的问题，对钢结构节点连接的发展做出展望。
关键词：塑性铰；钢结构梁柱节点连接；削弱型节点；加强型节点；悬臂短梁引言：Northridge[1]地震中出现了钢框架结构的梁柱焊接连接处出现了大量的脆性断裂的现象。
这与“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震设计原则相违背。
在后续的钢结构节点连接的研究中，为了更加合理的实现“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的延性破坏模式，避免梁柱连接部位的脆性断裂，采取不走加强柱子的路线，进而采用的方法主要是将塑性变形区域从易发生脆性断裂破坏的梁柱连接部位转移到离其一定距离的梁段内，可以反过来引导梁产生塑性铰，实现预期的破坏模式。
基于此想法，出现了许多的基于加强或者削弱来实现塑性铰外移的梁柱节点连接形式。
本文简要总结了实现塑性铰外移的梁端加强型节点连接、梁削弱型节点连接、基于悬臂短梁的节点连接三种节点连接形式在改进、实验以及仿真方面取得的成果，并指出节点连接存在的问题和技术挑战，对此类节点连接未来的发展方向进行了展望。
1.梁端加强型梁端加强型节点连接主要通过翼缘板和盖板的加强来实现塑性铰外移，具体形成加强型节点的连接形式的主要途径包括：梁端板加厚、梁端翼缘扩大、梁端部加肋板、梁端上下加腋等，形成的一些节点连接[2]。
低屈服点钢在结构抗震方面的应用
低屈服点钢在建筑结构抗震中的应用摘要：随着钢结构建筑抗震设计水平的进步,耗能抗震设计已成为建筑抗震的一个发展方向。
低屈服点钢具有良好的塑韧性和低达100 MPa的屈服强度,并具有较狭窄的强度波动范围,而且成本低、易维护更换,在抗震构件的制造应用中具有显著的优势,从而成为建筑抗震材料中越来越受到重视的新钢种。
本文介绍了抗震用低屈服点钢的性能、国内外的研究现状、国内研究中存在的问题以及结论与展望。
关键词：低屈服点钢；抗震；钢板剪力墙；阻尼器0引言全世界每年均有上百万次的地震发生，我国也是地震多发国家，二十世纪以来，六级以上的地震接近800余次[1]，造成巨大的人员伤亡和财产的损失。
地震的灾害引起了人们对于建筑抗震问题的关注，建筑结构的抗震设计日益重视。
传统的建筑结构设计是依靠柱和梁的塑性变形来吸收地震能的,日本神户大地震后人们发现了这种设计的缺陷,因为地震结束后,严重损坏的柱梁主体结构很难修复。
随着建筑物抗震技术的发展及对抗震机理的深入分析，同时也为了解决这个问题，耗能抗震[2]成为抗震技术的一个发展趋势。
耗能减震技术通过消能阻尼器吸收地震能量[3]。
地震时，这些抗震装置先于其他结构承受地震荷载作用，并首先发生屈服，靠反复载荷滞后吸收地震能量，保护主体结构及建筑的安全。
自从日本新日铁于1995年开发成功一种新型低屈服点钢用于制造这种抗震消能阻尼装置，同时开发成功了一种抗震阻尼装置并取得了专利权。
低屈服点钢由于其具有比其他结构件更低的屈服强度和抗拉强度,并且屈服点波动范围很窄,具有良好的低周疲劳抗力已经在抗震领域得到了越来越广泛的应用。
1低屈服点钢一般地, 我们把材料屈服强度Fy=100～165MPa的钢材定义为低屈服点钢[4]。
采用这种材料的钢板墙、阻尼器等隔震消震结构能够较早地屈服并极大地消耗吸收能量。
此外,低屈服点钢可焊性好并且屈服点波动范围很窄, 具有良好的低周疲劳抗力[5]。
试验表明低屈服点钢具有优越的伸长率和后屈服阶段显著的应变硬化性能。
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低屈服点钢剪切耗能板抗震性能试验陈周熠; 麦成林; 许志旭; 代堂珍; 黄炜【期刊名称】《《厦门大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(058)006【总页数】6页(P916-921)【关键词】低屈服点钢; 剪切板; 耗能【作者】陈周熠; 麦成林; 许志旭; 代堂珍; 黄炜【作者单位】厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005; 厦门科思泰建筑科技有限公司福建厦门 361000【正文语种】中文【中图分类】TU391近几十年来迅速发展的结构耗能减震技术，通过在结构物的某些部位设置耗能装置所产生的各种弹塑性变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，达到减震制震的目的.与传统的结构抗震设计方法相比，结构耗能减震技术具有减震机理明确、减震效果显著、安全可靠、经济合理等优点[1].耗能减震装置是结构耗能减震技术的核心，采用低屈服点钢板制作的剪切板阻尼器是诸多耗能减震装置中的一种.剪切板阻尼器构造简单，它是以低屈服点钢板为主体，焊接左右翼缘板、上下端板及加劲肋板构成.实际应用时，将阻尼器安装在支撑系统上，如图1所示，在水平地震作用下，通过支撑的作用将楼层的位移传给剪切板，剪切板就会发生相对位移消耗地震输入的能量[2-3].在设计地震荷载和风荷载作用时，由于低屈服点钢具有屈服强度低、强度稳定、变形能力强的特点，采用低屈服点钢制作的剪切板阻尼器会在主体结构发生塑性变形前首先进入屈服，通过反复的剪切塑性滞洄变形来耗散输入结构中的能量，从而达到减震制振和保护主体结构的目的[4-6].图1 建筑结构中剪切板阻尼器示意图Fig.1 Application of shear plate damper in building structure剪切钢板阻尼器最早在1988年由日本的Seki等[3]开始研制.之后不少日本学者对低屈服点钢剪切板阻尼器开展了大量的试验和研究工作，得出了许多值得借鉴的结论和试验数据[4-5]，并且成功应用到多层及高层结构中，取得了良好的经济和社会效益.在欧美一些发达国家，对低屈服点钢剪切板阻尼器的研究和应用在2000年前后也逐步开展起来[6].但在我国，由于在2008年才由宝钢研制生产出低屈服点钢，利用国产低屈服点钢材生产剪切板阻尼器的研究还没有系统开展，已有的研究也主要集中在对低屈服点钢剪切板阻尼器开展相应的理论研究和有限元分析，试验研究还开展得较少[7-9].因此，开展利用国产低屈服点钢材开发剪切板阻尼器的理论和试验研究，对于促进低屈服点钢剪切板阻尼器在我国的推广应用有重要意义. 本文中采用宝山钢铁股份有限公司自主研发生产的低屈服点钢LYP160，设计制作了3种不同尺寸的剪切板阻尼器，开展其低周往复循环荷载试验，初步探讨了剪切板阻尼器的耗能减震性能.在试验基础上，对影响剪切板耗能性能的因素进行了分析，试图为国产低屈服点钢剪切板阻尼器的设计和工程应用提供一定的参考.1 试验概况1.1 试件设计试件是以低屈服点钢板为主体，采用全熔透焊接法在其左右侧焊接翼缘板、上下侧焊接端板构成.为了便于与作动器进行连接，在上端板上部还加焊了一块钢板，共设计了3个试件(D1，D2，D3)，具体构造如图2所示.左右翼缘和上下端板所使用的钢材为普通钢板Q345B,核心腹板采用低屈服点钢LYP160，试件钢材材料性能参数见表1.试件设计主要考察剪切板的高宽比，具体试件尺寸及参数见表2和图2.1.2 试验加载装置试验在厦门大学建筑与土木工程学院结构工程实验室完成，试件加载装置如图3(a)所示.试件上方通过焊接在试件上端连接板上的连杆与安装在反力墙上的电液伺服作动器相连，实现其水平反复加载.试件下方由螺栓与加载底座相连，为尽量实现试件下端的完全固接，加载底座除通过地锚固定在实验室箱式试验台座上外，一端还延伸至加载作动器所在的反力墙，与该反力墙通过螺栓紧固连接.此外，为了确保试件在加载过程中不出现过大的平面外侧移，如图3(b)所示，在试件上端的两侧还设置了侧向支撑，侧向支撑通过侧向滚轴与试件接触，可以减小和消除侧向支撑对试件在加载方向移动的影响.图2 试件详图(单位：mm)Fig.2 Construction detail of specimens(unit:mm)表1 试件所用钢材的基本材料力学性能参数Tab.1 Mechanical properties of steel used for specimens钢号弹性模量/105 MPa屈服强度/MPa极限强度/MPa延伸率/%BLY1601.912326256.8Q345-B2.136555629.8表2 试件主要参数及屈服荷载Tab.2 Main parameters and yield load of specimens试件编号核心板尺寸(高×宽×厚)/mm高宽比屈服荷载计算值FyC/kN 屈服荷载试验值FyT/kNFyC/FyTD1500×560×100.93983461.15D2400×400×101.02842231.2 7D3300×180×101.71281041.23图3 试件加载测试装置示意图(a)和实物照片(b)Fig.3 Diagrammatic sketch (a)and picture (b) of load and test setup1.3 试验测试方案试验中位移计的布置如图3(a)所示，主要用于测量试件、加载连杆以及加载底座等的位移情况.其中，位移计②用于监测试件上下端板的水平(y)相对位移；位移计⑧和用于监测试件上下端板两端的竖向(z)相对位移；位移计③和④用于监测试件核心钢板顶部的平面外(x)位移；位移计⑨用于监测试件核心钢板底部的平面外位移；位移计⑦和用于监测试件下端板的水平绝对位移；位移计①用于监测加载连杆的水平绝对位移；位移计⑥和、⑤和以及则分别用于监测加载底座在竖向、水平及平面外等3个方向的位移.试件加载的荷载值则直接选用电液伺服加载作动器的测试荷载值，由加载系统控制器将该作动器的实时荷载和位移的信号一并输出，与前述各位移计数值一道，由DH3820高速应变测试采集系统同步采集.1.4 试验加载制度试验中3个试件均采取力-位移混合控制的水平反复加载制度.试件屈服之前，根据估算屈服荷载，采用荷载控制并分级加载.屈服位移主要通过实时观测采集系统测试得到的荷载——试件上下端板相对位移曲线确定，结合预估屈服荷载，将曲线斜率变化的控制点选取为试件屈服点.试件屈服之后采用位移控制，根据前述方法确定的屈服位移δ，每级位移加载幅值按±1δ、±2δ、±4δ、±6δ、±8δ进行，每级加载反复2次；此后，位移加载幅值在±10δ下反复循环30次直至试件破坏.2 试验结果及分析2.1 试验滞洄曲线及试件破坏形态D1试件的滞洄曲线如图4(a)所示，纵坐标为作动器输出荷载值，横坐标为试件上下端板相对位移值.图中坐标以作动器水平推方向为正，水平拉为负.在荷载控制加载阶段，初步确定试件D1的屈服位移δ为1.5 mm；此后，在以2δ、4δ、6δ、8δ位移控制逐级加载的过程中，水平荷载随位移的增大稳定增长，核心板没有发生明显可见的鼓曲和变形；之后加载到10δ，计划在此位移下循环30圈，当进行到第3圈水平推方向加载时核心板对角线的中部位置开始呈现轻微的鼓曲变形；10δ位移的加载前期，从滞洄曲线可知试件还处于循环硬化阶段，滞洄曲线饱满；此后，随着循环圈数的增加，鼓曲变形逐渐加大，并沿着对角线扩展延伸，到第10圈时对角线中部鼓曲已趋严重，对角线相邻两侧则出现反方向鼓曲；循环到第11圈时，远离作动器一侧的翼缘中部开始明显向内弯曲，到第15圈时趋于严重；此时，峰值水平承载力开始下降，相应的滞洄曲线开始出现一定的捏缩现象；对应加载到第29圈时，核心板的鼓曲变形已非常严重，但此时的峰值荷载下降值还不是很大；最后在30圈加载到水平拉方向10δ位移时，峰值荷载由700 kN急速跌落至473 kN，卸载后试验终止(在图4(a)中，为了清晰展示试件在加载到10δ位移第30圈破坏时的曲线特征，特意隐去了试件在10δ位移此前1～27圈大部重叠的曲线).D1试件最后的破坏形态如图4(b)所示.图4 D1试件滞洄曲线(a)及破坏形态(b)Fig.4 Hysteresis curve (a) and failure pattern (b) of specimen D1D2试件的滞洄曲线如图5(a)所示.在初始荷载控制加载阶段确定屈服位移δ为1.4 mm；在10δ位移的第4圈循环加载前，核心板都没有出现可见鼓曲和变形，承载力随加载位移增大也持续上升；在10δ位移第5圈开始出现轻微鼓曲现象；此后，随着循环圈数的增加，鼓曲变形逐渐加大，并沿着对角线扩展延伸，加载至第14圈时，核心板鼓曲范围已延伸至大半个核心板、向外鼓曲最大值达到5 cm；加载至第16圈末时，两边翼缘出现轻微弯曲变形；至第19圈末时，左侧翼缘底部出现明显的弯曲，并在左侧翼缘底部与核心板连接的地方出现一个小孔；这一圈反向荷载峰值较之前一圈下降较多，约为45 kN；在此之前的10δ位移加载，每圈荷载峰值较上一圈均下降不多；到达21圈反向加载时，刚度减小较快，荷载峰值也较上一圈下降70 kN，观察试件后发现左侧翼缘底部已经开裂，卸载后试验终止.整个试验阶段，滞洄曲线形状呈饱满的梭形.同一级别位移幅值循环中的两圈滞洄曲线形状基本上重合，试件在破坏前呈现出非常稳定的耗能性能.D2试件的最终破坏形态如图5(b)所示.图5 D2试件滞洄曲线(a)及破坏形态(b)Fig.5 Hysteresis curve (a) and failure pattern (b) of specimen D2试件D3的滞洄曲线如图6(a)所示.初始以荷载控制加载，屈服位移δ判定为1.2 mm；之后以屈服位移δ的倍数逐级增加循环加载，加载至10δ时，荷载持续增长，试件稳定，无可见变形；根据试验现场情况，之后的加载调整为每级循环增加2δ继续加载，到达20δ时，远离作动器端的翼缘开始出现比较大的弯曲，但核心板仍无可见鼓曲变形，荷载继续上升；直到进入26δ第一圈反向加载时，试件左侧翼缘下部断裂，试验结束，此时观测到试件核心板中部有轻微鼓曲.从试验曲线看，该试件滞洄环丰满，无捏缩.试件的最终破坏形态如图6(b)所示.图6 D3试件滞洄曲线(a)及破坏形态形态(b)Fig.6 Hysteresis curve (a) and failure pattern (b) of specimen D3从上述3个试件的结果可知，D1的水平承载力值最高，耗能性能好；在±10δ下反复循环次数达到30，能满足实际应用对抗疲劳性能的需求；但由于其面积大，且高宽比较小，核心板较易发生大的面外屈曲变形.D2高宽比为1，试件在10δ循环下的滞洄环丰满，耗能稳定，只是由于翼缘焊缝开裂，导致其在21圈过早破坏退出工作.D3的高宽比很大，试件虽然在破坏前的水平位移很大，达到了24δ，但试件承载力较低，耗能小，其破坏形态实质上属于弯曲破坏的类型.应用板壳稳定理论对理想纯剪切矩形薄板的屈曲分析，给出了其临界剪应力的表达式[10-11]一般为：(1)式中：k为剪切屈曲系数，D为弯曲刚度，h为板高，t为板厚.采用不同方法计算给出的k值虽略有不同，但其大小都是随着板的高宽比的增大而增大.因此本次试验中3个剪切板试件的稳定性随高宽比的增大而增强，与板壳理论关于理想矩形薄板的屈曲分析结果得出的变化趋势一致.结合本次试验3个试件的试验结果，科思泰建筑科技公司将生产的第一批剪切板阻尼器的高宽比选取为1，如图7所示.图7 低屈服点钢剪切板阻尼器Fig.7 Low yield point steel shear plate damper 2.2 骨架曲线D1、D2和D3试件的骨架曲线如图8所示.由图可知，3个试件的骨架曲线均由弹性、弹塑性和塑性强化3个阶段构成.依照D1、D2和D3的顺序，试件的初始刚度依次递减，承载能力(阻尼力)逐次降低，塑性强化程度逐渐减弱.说明在厚度相同的情况下，高宽比越小，试件的初始刚度越大，承载能力越强，塑性强化程度越高. 图8 骨架曲线Fig.8 Skeleton curves2.3 等效黏滞系数等效黏滞阻尼系数he反映了滞洄曲线的饱满程度，he值越大，滞洄曲线越饱满，试件的耗能能力就越强.等效黏滞阻尼系数按下式计算：(2)式中：Es表示最大的应变能，具体计算方法为各级反复荷载下最大位移处的位移与对应的力的乘积除以2；EDS表示滞洄阻尼的耗能大小，即各级反复荷载滞洄曲线所包围的面积.图9 各试件等效黏滞系数曲线Fig.9 Equivalent viscosity coefficient curves of each specimen图9为各试件在不同荷载等级时的等效黏滞阻尼系数曲线，横坐标采用各级荷载最大位移所对应的剪切角γ，各荷载等级循环均取同一级别的第二圈滞洄曲线来计算.由图9的he-γ曲线可知，各试件随着γ的增加，he增大，构件的耗能能力持续增强.在相同的剪切角下，各试件的he大小为heD1>heD2>heD3，表明各试件的耗能能力依次降低.现行抗震规范规定钢筋混凝土框架结构和多高层钢结构的弹性层间位移角限值分别为1/550和1/250，因此，为了充分发挥剪切板阻尼器的减震效果，应该使其在剪切变形接近剪切角0.02～0.04 rad时就需具备较强的耗能能力.由图9可知，试件D1和试件D2能够满足该项要求，但试件D3的耗能能力要在较大的剪切角下才得到提升，说明高宽比很大的剪切板不适合作为阻尼器.2.4 剪切屈服荷载如果忽略弯曲应力影响，剪切板处于纯剪状态，则由Mises屈服准则可以得到剪切耗能板平面内的剪切屈服力为：(3)式中，b为耗能核心板的宽度，t为厚度，fy为低屈服点钢的屈服强度.据此计算出试件的剪切屈服荷载，一并与其对应的试验值填写在表2中，各试件的计算值与试验值的误差在20%左右，误差产生的主要原因应该是计算中忽略了弯曲应力的影响，并且试验中对剪切板试件的水平加载也很难实现完全的纯剪方式加载.3 结论本文中采用宝钢集团研发的低屈服点钢LYP160，制作了3个剪切板试件开展其低周反复荷载试验，得出以下结论：1) 由国产LYP160制成的剪切耗能板在低周反复荷载作用下，滞洄曲线饱满，具有良好的耗能性能.试验结果表明，经过合理设计和施工，由国产LYP160制成的剪切耗能板可以作为消能阻尼器应用于实际工程.2) 试件在厚度相同的情况下，高宽比是影响构件性能的重要参数.高宽比接近1的构件具有稳定的耗能性能，滞洄性能良好；高宽比过大时构件则转为受弯破坏，不能有效地发挥阻尼器的抗剪性能.3) 当试验核心板的高宽比小于1时，容易发生较大的面外屈曲从而使其耗能性能降低，在进行此类阻尼器的设计时应设置加劲肋；同时试验中部分试件出现由于焊缝的质量及翼缘的强度不足导致的破坏，在今后设计中也应该进一步加强.【相关文献】[1] 周云.金属耗能减震结构设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2006:1-14.[2] 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