【摘 要】
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菱形孔阻尼器作为消能减震的一种装置,提供抗侧刚度同时产生塑性变形耗散地震能量,但其耗能形式存在一定弊端,即强震下阻尼器屈服保持高承载力,对建筑主体结构延性发展不利。基于此,提出一种承载力可退化阻尼器（BCDD）,其构造是由不同特征参数菱形孔钢板并联组成,强震下实现软化机制降低承载力,减少相邻构件损伤。考虑不同参数菱形孔钢板开展了18组拟静力试验,进行了相应数值模拟与减震分析。主要研究工作内容与结论
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菱形孔阻尼器作为消能减震的一种装置,提供抗侧刚度同时产生塑性变形耗散地震能量,但其耗能形式存在一定弊端,即强震下阻尼器屈服保持高承载力,对建筑主体结构延性发展不利。基于此,提出一种承载力可退化阻尼器（BCDD）,其构造是由不同特征参数菱形孔钢板并联组成,强震下实现软化机制降低承载力,减少相邻构件损伤。考虑不同参数菱形孔钢板开展了18组拟静力试验,进行了相应数值模拟与减震分析。主要研究工作内容与结论如下:（1）创新地提出一种BCDD,阐述了其构造和工作原理,初步建立了其力学模型,基于菱形孔钢板从理论上对BCDD力学性能进行了分析。理论研究表明:1)不同高度与厚度菱形孔钢板在刚度和承载力上存在差异,通过合理组合可以实现BCDD承载力退化的功能;2)菱形孔钢板高度、厚度、颈部宽度、加载幅值是影响BCDD疲劳性能关键因素。（2）为明确BCDD耗能机制及菱形孔钢板特征参数对其疲劳性能影响,设计了5种不同特征参数菱形孔钢板,进行了18组拟静力试验。试验研究表明:1)菱形孔钢板即使达到疲劳破坏仍有良好的承载力和刚度储备;2)不同特征菱形孔钢板在累积塑性变形上存在很大差异,验证了BCDD承载力可退化功能的可行性;3)基于Manson-Coffin公式总结出了菱形孔钢板特征疲劳公式,与Miner准则可分别预测BCDD中菱形孔钢板等幅与变幅疲劳加载破坏;4)综合菱形孔钢板耗能性能与疲劳性能,分析出了其高度与颈部宽度最优值。（3）建立了不同厚度菱形孔钢板模型与BCDD模型进行有限元分析。研究表明:1)菱形孔钢板厚度越大,颈部应力集中越明显,疲劳性能越差;2)BCDD发生局部破坏后,等效阻尼系数增大,强化系数减小,能够起到保护主体结构作用;3)三折线理想恢复力模型能够较好反映BCDD特征与受力状态;4)菱形孔钢板特征疲劳公式联合Miner准则可准确预测BCDD随机加载损伤破坏。（4）建立了不同参数下的BCDD钢框架结构有限元模型,定义了BCDD断裂位移比与剩余承载力占比的参数取值范围。基于BCDD参数最优解,建立双折线模型与BCDD结构模型,对比两类结构地震响应。结果表明:BCDD在强震下能够减少主体构件的塑性占比,保护建筑主体结构。总体上BCDD模型比双折线模型耗能效果更好。
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