【摘    要】本文主要介绍了位移相关型消能器的本构关系和在结构中的加速度和位移反应谱，从而进一步的了解位移相关型消能器的原理和实际应用。
　　【关键词】位移  消能器  关系
　　中图分类号：G4     文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.109
　　 一、本构关系
　　 位移相关型消能器主要包括金属消能器和摩擦消能器，它的本构关系曲线一般为双线型，如图1-1所示。所有的位移耗能器中以金属耗能器最受欢迎。其主要参数有：屈服强度、初始刚度、屈服后刚度和屈服位移。消能器的正常工作一定是在其最大位移和最大强度之内。在使用中，由于消能器本身具有一定的刚度，所以从整体来说会给结构增加额外的刚度。而整体刚度增强的同时会使结构的自振周期缩短。通常，附加给结构的刚度与消能器的使用位移有联系。理论中常取力学模型的割线作为其附加的等效刚度。
　　
　　                         图1-1.力与位移曲线
　　 从图1-1图2滞回消能曲线中可以知道，消能器消能的能力与位移程正相关的关系，所以把这类消能器叫作位移型消能器。
　　 由结构动力学的理论，单自由度体系的阻尼比ζa与一个振动周期内的最大变形和阻尼消能相关，式子如下：
　　                                        （1-1）
　　 式中：ζa——系统的附加阻尼比
　　 Ws—— 结构的最大变形能
　　 Wc——阻尼消耗的能量
　　 图1-1图2消能器的消能为滞回曲线的面积。
　　 结构的最大弹性能由下式计算：
　　                                          （2-2）
　　 式中：   ——结构的层间位移
　　 k0——结构的最初刚度
　　 S——结构的层间剪力
　　 因为大多数有限元软件中可以直接获得层间位移和剪力的精确值，所以公式中采用层间位移和层间剪力来表示弹性能。
　　 二、反应谱
　　
　　
　　
　　图2-2位移相关型消能器结构的反应谱
　　 图2-2（a）（b）图分别是拟加速度反应谱和位移反应谱的相关曲线。由于位移相关型消能器可以使得结构的阻尼比增大，同时增加结构的刚度，使得加入位移相关型消能器后结构的周期变短，阻尼比增加。两图中都包含了两条阻尼比大小不同的曲线，阻尼比大的加速度反应谱和位移反应谱都比阻尼比小的反应谱小。从反应谱的角度来看加入消能器后的结构反应谱的谱值从A点移到B点。（a）图的拟加速度反应谱的大小可以反映出结构的基底剪力的大小，因为剪力是与加速度程正相关的关系。由于结构的周期缩短，基底剪力增大，但是由于阻尼比增大，基底剪力会下降，由此可推出位移型消能器对减少结构的总基底剪力效果可能并不是那么显著。图（b）的位移反应谱可知，由于阻尼比增大，位移下降，周期变短，位移再次下降。所以位移消能器对于结构位移控制是具有很好的效果。
　　参考文献
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　　 Earthquake Engineering &Structure Dynamics，1974，3（3）：287-296.
　　 [3]Vlack V.Elements Of Material Science And Engineering，6/E [M].Pearson Education India，1959.