腹板弯折剪切阻尼器力学性能试验与数值研究
吴桢灏1，2 樊立龙3 张凯3 李易凡2
1. 湖南大学， 湖南长沙 410082
Experimental and numerical study on mechanical property of bent shear panel dampers
Wu Zhenhao1,2 Fan Lilong3 Zhang Kai3 Li Yifan2
1. Hunan University, Changsha 410082, China
摘要 文章提出了一种腹板弯折剪切阻尼器(简称“BSPD”)，通过降低阻尼器和组合梁之间的偏心距，来降低阻尼器的引入对组合框架跨中混凝土板的损伤。文章设计并制作了12个不同构造的BSPD试件，并对其开展了拟静力试验，研究腹板厚度、腹板弯折工艺、腹板长度、弯折腹板长度、面外约束板和翼缘板对BSPD的力学性能影响。之后在ABAQUS(2018)中建立了精细壳单元模型来模拟BSPD试件的滞回行为，最后提出了BSPD的设计建议。结果表明，试件的失效模式主要有4种：腹板中部和端部屈曲，腹板底部撕裂以及翼缘板撕裂。在BSPD产生面外屈曲变形和撕裂破坏前，试件的滞回曲线均饱满稳定。各个试件的最大等效黏滞阻尼系数在0.4～0.5，说明BSPD具有很好的耗能能力。增大腹板厚度，减小弯折腹板长度和腹板长度，均可以显著提升构件的刚度、承载力、变形能力和耗能能力；配置面外约束板可以略微提升试件的极限承载力和耗能能力，但对试件的刚度、屈服承载力基本没有影响；腹板弯折工艺对试件的力学性能基本没有影响。在保证BSPD腹板端部不产生面外屈曲变形，且BSPD的连梁长度系数小于4.0时，BSPD的塑性超强系数可取规范建议值(1.5)。在试件失效前，试验结果与数值模拟结果吻合良好。BSPD的非弹性转动能力高于规范AISC 341-16的要求，此外，规范AISC 341-16提出的屈服承载力计算公式会过分高估BSPD试件的屈服承载力，试件的实际屈服承载力仅为规范预测的33%～85%，这会导致周边主体结构的用钢量大幅度增加。
关键词 ：
Y型偏心支撑组合框架 ,
腹板弯折剪切阻尼器 ,
试验研究 ,
力学性能 ,
设计建议
Key words ：
Y-eccentrically braced composite frame
bent shear panel damper
experimental study
mechanical property
design suggestions
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