韓露　邢書美　宋中霜

摘 要：縱觀國內(nèi)外的眾多地震，都給我們的生命和財產(chǎn)帶來了嚴(yán)重威脅，而低屈服點鋼剪切板阻尼器能夠在地震中吸收大部分的能量，具有很好的抗震減震性能，本文主要對低屈服點鋼剪切板阻尼器在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述和相應(yīng)的對比分析，并對其后續(xù)的研究工作提出自己的看法。

關(guān)鍵詞：低屈服點鋼剪切板阻尼器；國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對比分析

1 引言

研究表明滯變型阻尼器能夠利用塑性金屬材料的滯變很好的消散作用在建筑物上地震能量，這種類型的阻尼器與其構(gòu)造尺寸相比有非常大的耗能能力[1]；在目前的研究中，許多學(xué)者都利用抗震用低屈服點鋼，設(shè)計出剪切板阻尼器進(jìn)行相應(yīng)的研究。本文主要對低屈服點鋼剪切板阻尼器在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對其后續(xù)的研究工作提出自己的看法。

2 國外的研究現(xiàn)狀

Nakashima[2]在對由LYP100制作的6個低屈服點鋼剪切板阻尼器進(jìn)行了試驗研究，其中3個試件進(jìn)行單調(diào)加載，3個進(jìn)行低周往復(fù)循環(huán)加載，結(jié)果表明：該阻尼器具有良好的耗能能力，其耗能能力是其他相同線彈性、完全塑性系統(tǒng)的1.5～2倍。Kiyoshi Tanaka[3]對核心板采用LYP100、上下左右翼緣板采用SM490A的剪切板阻尼器進(jìn)行了相應(yīng)的試驗研究，研究表明：核心板的寬厚比越大，其面外屈曲變形也越大，并且這種面外變形的顯著程度隨著寬厚比的變小而有所降低。為了充分發(fā)揮低屈服點鋼的塑性變形能力，避免核心板板角處應(yīng)力集中產(chǎn)生的過早破壞，學(xué)者ZHANG Chaofeng[4]對阻尼器核心板進(jìn)行了不同方式（中部變薄、開槽削弱、開孔削弱）的削弱，研究表明：開孔削弱對阻尼器的延性影響非常小，但是卻造成了阻尼器滯回曲線的捏縮；另外兩種削弱方式提高了阻尼器的延性，雖然滯回曲線沒有未削弱的飽滿，但是差別不大，表現(xiàn)出了很好的性能。

3 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

李玉順、劉瑞[5]等對一棟實際的三層鋼框架進(jìn)行了擬動力試驗，研究表明：在整個加載過程中，框架柱和間柱一直處于彈性狀態(tài)，而安裝在結(jié)構(gòu)上的剪切板阻尼器發(fā)生了很大的塑性變形，結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)明顯降低。肖鵬[6]等對剪力作用下無肋矩形板的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得出了不同邊界條件下的剪切屈曲系數(shù)kcr；對剪力作用下的有肋矩形板的穩(wěn)定性也進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到了矩形板在不同形狀系數(shù)下的最小肋板剛度比。學(xué)者陳之毅[7]等對反復(fù)荷載作用下的剪切板阻尼器的抗剪極限強度進(jìn)行了分析，提出了一種考慮左右側(cè)翼緣板抗彎承載力的抗剪極限承載力計算公式，并通過Abuqus有限元程序分析表明當(dāng)側(cè)翼緣板承擔(dān)的剪力占總抗剪承載力的13%～28%時，其不僅有約束核心板邊界的作用，而且還通過抗彎承擔(dān)了部分剪力。林堅湘[8]等對剪切板阻尼器的理論公式進(jìn)行了推導(dǎo)，主要包括平面內(nèi)剪切屈服力和屈服位移、腹板的剪切屈曲臨界應(yīng)力、腹板發(fā)生屈曲的臨界高厚比公式；并且該學(xué)者還對自行設(shè)計的七種剪切板阻尼器進(jìn)行了有限分析和試驗研究，重點考察了側(cè)翼緣板厚度、核心板的形狀系數(shù)對阻尼器耗能性能的影響。

4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

通過以上低屈服點鋼剪切板阻尼器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的概述，我們可以看出相應(yīng)的研究主要集中在以下幾個方面：（1） 保持剪切板阻尼器核心板的強度和高度一定，改變核心板的厚度，探討核心板的高厚比對阻尼器耗能性能的影響；（2） 保持阻尼器核心板厚度一定，改變核心鋼板的強度等級，研究不同等級低屈服點鋼對阻尼器性能的影響；（3） 保持阻尼器核心板厚度、強度一定，在核心板上設(shè)置一定構(gòu)造形式的加勁肋，研究加勁肋的設(shè)置方式和設(shè)置數(shù)目對其性能的影響；（4） 對剪切板阻尼器在往復(fù)循環(huán)加載過程中的試驗結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的理論分析，并對核心板的面外屈曲、應(yīng)變強化以及阻尼器的耗能評價指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析；

但是這些試驗和理論研究僅限于國外，國內(nèi)的一些學(xué)者僅對低屈服點鋼剪切板阻尼器進(jìn)行了相應(yīng)的理論和有限元分析比較，并沒有利用國產(chǎn)低屈服點鋼設(shè)計制作不同形式的阻尼器，進(jìn)行相應(yīng)的試驗研究，所以目前對國內(nèi)的研究還處于起步階段，需要設(shè)計制作大量的阻尼器進(jìn)行性能試驗研究，分析總結(jié)以便更好地應(yīng)用于工程實踐。在目前的研究中還缺乏對安裝有剪切板阻尼器鋼框架的抗震性能研究，需要切實考查阻尼器在實際結(jié)構(gòu)中的性能；除此之外，對其滯回模型的研究還處于起步階段，需要結(jié)合各項同性強化、隨動強化準(zhǔn)則以及能夠反映低屈服點鋼材料包辛格效應(yīng)的RO模型來綜合考慮。

參考文獻(xiàn)

[1] 歐進(jìn)萍. 結(jié)構(gòu)振動控制-主動、半主動和智能控制[M]. 北京： 科學(xué)出版社， 2003.

[2] Masayoshi Nakashima. Strain-Hardening Behavior of Shear Panels Made of Low-Yield Steel ： I- Test[J]. Journal of structural engineering， 1995： 1742-1749.

[3] Kiyoshi Tanaka. Study on energy absorbing performance of seismic control shear panel damper using low-yield-point steel under static loading[J]. Journal of Structure and Construction Engineering， 1998， 509（2）： 159-166. （in Japanese）.

[4] ZHANG Chaofeng， SHI Jinfeng. Development of high deformation capacity low yield strength steel shear panel damper[J]. Journal of Construction Steel Research， 2012， 75（2）： 116-130.

[5] 李玉順， 沈世釗. 鋼框架結(jié)構(gòu)軟鋼阻尼器振動控制的試驗及理論研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報， 2004， 25（2）： 1-7.

[6] 肖鵬. 低屈服點剪切耗能板滯回性能研究[D]. 上海： 同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文，2005.

[7] 陳之毅， 葛漢彬. 反復(fù)荷載作用下剪切板阻尼器的抗剪極限強度[J]. 沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2011， 33（2）： 219-225.

[8] 林堅湘. 高性能剪切板阻尼器模擬分析和試驗研究[D]. 武漢： 華中科技大學(xué)學(xué)位論文， 2011.