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金屬剪切阻尼器工作原理及構(gòu)造

金屬阻尼器是利用金屬諸如軟鋼（常用材料為LY100、LY160、LY225）的屈服強(qiáng)度低、延性大、耗能能力好等特點(diǎn)，通過軟鋼的剪切變形或彎曲變形來累積塑性變形，從而達(dá)到耗散輸入到結(jié)構(gòu)中的能量的目的。相對于建筑的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，金屬阻尼器能夠更早、更容易地進(jìn)入屈服工作狀態(tài)，更多地耗散輸入能量。金屬阻尼器屬于位移型阻尼器，即是與結(jié)構(gòu)的位移變形密切相關(guān)的，相對變形越大，阻尼器耗能性能越好。

當(dāng)利用軟鋼的剪切變形來耗散輸入能量時，該類金屬阻尼器稱為剪切型軟鋼阻尼器。剪切型軟鋼阻尼器一般由平面內(nèi)的剪切芯板和平面外的約束機(jī)制板組成。面外的約束機(jī)制有很多種類，從而剪切型軟鋼阻尼器也可以分為幾種不同的類型。

軟鋼金屬剪切阻尼器的連接方式

連接方式

軟鋼金屬阻尼器的連接方式有兩種：焊接和螺栓連接。相對而言，焊接施工更為便利、靈活和簡單，施工成本低，且可避免或減少阻尼器連接板的有害滑移量；螺栓連接對連接板材料、施工工藝及精度要求較高，施工較為復(fù)雜，且容易發(fā)生阻尼器連接板的有害滑移量，影響阻尼器的使用效率。

軟鋼金屬阻尼器的布置方式有兩種：支撐式布置和墻式布置。

圖2.3 軟金屬阻尼器的布置方式

（a）人字形支撐式連接                            （b）V字形支撐式連接

（c）X形支撐式連接                                          （d）墻式連接

圖2.4  軟鋼金屬阻尼器的布置方式工程圖

屈曲約束支撐型式

(1)中心支撐

框架支撐結(jié)構(gòu)因其具有較好的延性和抗震性能而被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程中,框架支撐結(jié)構(gòu)的水平承載力高,在作用下具有多重防線,支撐的型式多樣,常用的有中心支撐,中心支撐的常用型式有圖2-4幾種。

不同的支撐適用的場所也各不相同,在建筑中通常采用人字形支撐、V形支撐、單斜桿支撐和X形支撐,這些支撐的兩端均位于柱子節(jié)點(diǎn)上,其軸線交點(diǎn)也與梁柱交點(diǎn)重合,具有很好的抗側(cè)力K形支撐由于其特殊性,支撐的交點(diǎn)位于柱中,在發(fā)震時,會使得柱子發(fā)生屈曲破壞,使得柱先于與梁發(fā)生破壞,所以不可用在抗震結(jié)構(gòu)中。

(2)偏心支撐

偏心支撐作為另一種支撐型式,偏心支撐的一端或兩端有耗能梁段,在作用下可通過剪切屈服耗散能量偏心支撐因其具有較好的延性、抵抗側(cè)移的能力,而被廣泛的應(yīng)用于區(qū)的高層建筑,其常見的型式有圖2-5幾種37,由于耗能梁段的存在,使得結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,耗能梁段相當(dāng)于道防線,防止支撐在作用下發(fā)生屈曲變形導(dǎo)致其延性受到破壞。