转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

摘要

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点，本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器（RMD），该阻尼器外观为弧线型，布置点位于结构梁柱节点处，在保证耗能效果的同时，可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移，耗能棒与剪切钢板相连，多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形，进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现，RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力，即使在大变形下也不容易发生破坏，并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数，满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟，为方便工程设计，进一步提出一种直线型布置的等效模型，基于阻尼器变形前后位移等效原理，通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法，并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果，在相同的数量和布置形式下，将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明，RMD能够有效降低结构的地震响应，且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

关键词

转角位移型阻尼器 / 消能减震 / 等效力学模型 / 电厂结构 / 地震响应

基金资助

国家自然科学基金项目（52278512）; 科技部重点研发计划项目（2022YFE0113600); 四川省自然科学基金项目（2022NSFSC0988）