【摘 要】
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地震是一种具有突发性和毁灭性的自然灾害,对桥梁结构安全产生巨大威胁。消能减震技术作为提高抗震性能的有效方法,可在桥梁结构的适当部位设置消能器来减少桥梁结构受到的地震作用,以此达到抗震的目的。软钢阻尼器作为消能器的一种,由于其耗能性能好,造价低廉且工程适用性强,被广泛应用于桥梁结构的抗震中。但是传统软钢阻尼器应用中存在以下不足:（1）小震作用下阻尼器耗能能力不能完全发挥;（2）阻尼器耗能方向单一。基
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地震是一种具有突发性和毁灭性的自然灾害,对桥梁结构安全产生巨大威胁。消能减震技术作为提高抗震性能的有效方法,可在桥梁结构的适当部位设置消能器来减少桥梁结构受到的地震作用,以此达到抗震的目的。软钢阻尼器作为消能器的一种,由于其耗能性能好,造价低廉且工程适用性强,被广泛应用于桥梁结构的抗震中。但是传统软钢阻尼器应用中存在以下不足:（1）小震作用下阻尼器耗能能力不能完全发挥;（2）阻尼器耗能方向单一。基于以上存在的不足,本文提出一种多方向位移放大式软钢阻尼器。为改善耗能钢棒的利用率,设计了一种具有全截面屈服特性的耗能钢棒,作为阻尼器的耗能元件。本文的主要研究内容有:（1）提出一种具有多方向耗能功能的位移放大式软钢阻尼器。阐述了阻尼器各部件的设计参数与结构原理。并介绍了阻尼器的放大机理与安装位置。（2）提出一种具有全截面屈服能力的耗能钢棒,对其进行了外形公式的推导。且分别采用虚功原理和力法推导其初始刚度公式,并推导了其屈服位移与屈服力。并建立了7个耗能钢棒有限元模型对公式进行验证,结果表明有限元计算结果与公式计算结果相差值均在10%以内,证明了公式推导的正确性与有限元模型建立的合理性。（3）建立多方向位移放大式软钢阻尼器的数值模型,对其进行耗能性能、应力分布分析。结果表明该阻尼器在位移大小为10mm以内时,滞回曲线饱满,形状主要为梭型,耗能效果好。对有位移放大功能的阻尼器与无位移放大功能的阻尼器的耗能能力进行比对,结果表明在钢棒个数为8个,布置角度为30°时有位移放大效果的阻尼器的初始刚度提高了1.57倍,耗能能量提高了2.15倍。（4）基于多方向位移放大式软钢阻尼器的数值模型,开展了耗能钢棒布置个数、钢棒布置角度、钢棒布置组合形式以及放大系数的参数研究,并建议提出了阻尼器的本构模型。研究表明阻尼器钢棒数量越多,其耗能能力越好,并提出钢棒数量对阻尼器初始刚度与屈服刚度的计算公式;钢棒布置角度对阻尼器耗能性能的提升较小,总体趋势为布置角度越小,耗能能力越强;钢棒的布置组合形式推荐使用“20°+10°”的形式;阐明了放大倍数对阻尼器性能的影响关系,并提出放大倍数对阻尼器初始刚度的计算公式。
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