装配式角钢约束型剪切钢板阻尼器力学性能研究

何嘉年; 李起敏; 何志明; 陈士哲; 赵东卓

doi:10.19994/j.cnki.WEE.2025.0062

世界地震工程 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (04) : 83 -94. DOI: 10.19994/j.cnki.WEE.2025.0062

装配式角钢约束型剪切钢板阻尼器力学性能研究

何嘉年, 李起敏, 何志明, 陈士哲, 赵东卓

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摘要

针对传统剪切钢板阻尼器(shear panel dampers, SPD)因焊接残余应力易发生脆性破坏以及薄钢板固有的屈曲破坏问题，提出了一种新型装配式角钢约束型剪切钢板阻尼器(prefabricated angle steel-constrained shear panel damper, PASPD),详细阐述了其构造形式、工作机制及技术特征。设计并制作了2个装配式角钢约束型剪切钢板阻尼器试件，通过低周往复加载试验和有限元模拟分析，研究了该阻尼器的力学性能和破坏模式，并揭示了角钢在该阻尼器中的工作机制。试验结果表明：装配式角钢约束型剪切钢板阻尼器具有稳定的滞回性能和优异的耗能能力；增加腹板厚度虽可延缓角部开裂的发生，但不会改变阻尼器的最终破坏模式；通过角钢对腹板边界进行合理约束，能够优化阻尼器的应力应变分布，使其变形和耗能集中在中部区域；与传统剪切钢板阻尼器相比，PASPD表现出更优的延性性能以及更高的累积能量耗散。有限元模拟分析表明：翼缘连接板与侧边角钢的协同作用能优化PASPD剪切传力路径，引导其腹板应力和应变分布更加均匀，形成理想的腹板剪切耗能机制，以提升PASPD的稳定性和滞回耗能性能。