改进阻尼器形状对震后可恢复摇摆柱抗震性能影响研究

摘要

震后可恢复功能摇摆(earthquake resilient rocking, ERR)柱通过阻尼器将柱身与基础进行连接，以实现框架结构的震后性能快速恢复。因此，柱脚阻尼器的承载力及变形性能直接影响ERR柱的抗震性能。本文基于柱脚阻尼器的变形模式，提出5种改进的阻尼器形状。通过建立有限元分析模型，探讨了不同形状阻尼器的承载能力、变形能力及破坏模式，并通过参数分析确定了适用于ERR柱变形模式的阻尼器形状参数。随后，建立并验证了采用不同形状阻尼器的ERR柱有限元分析模型，探究改进阻尼器形状对ERR柱抗震性能的影响。研究结果表明，加大条带板宽度的阻尼器具有更高的承载力，但需控制条带间隙比以达到阻尼器的最优性能；在阻尼器条带侧面加设加劲肋可以抑制条带平面外变形，提升阻尼器在压剪状态下的承载力。将改进形状的阻尼器应用于ERR柱中，有限元分析结果表明，在不改变阻尼器外形尺寸和厚度的情况下，在应用最优条带间隙比的小开缝(SS型)阻尼器后，ERR柱承载力提升19.0%,耗能性能提升12.1%,延性提升15.7%。

关键词

可恢复功能防震结构 / 摇摆柱 / 有限元模型 / 参数分析 / 钢板阻尼器

基金资助

国家自然科学基金项目(52378157,51808236); 泉州市科技计划项目(2024NS013)