【摘 要】
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随着土木工程结构抗震设计理论的发展,被动消能减震技术被广泛的引入到工程结构抗震设计中。金属软钢阻尼器作为一种耗能性能优良的阻尼器被国内外学者大量研究与设计,但现有研究中矩形剪切钢板阻尼器存在剪力作用下塑性分布不均和容易出现四周应力集中现象等缺陷。为了改善缺陷,本文提出了一款环形剪切开孔软钢阻尼器,该阻尼器的特别之处在于其构造上采用圆形钢板并在钢板上进行开孔。针对环形剪切开孔软钢阻尼器,本文主要研究
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随着土木工程结构抗震设计理论的发展,被动消能减震技术被广泛的引入到工程结构抗震设计中。金属软钢阻尼器作为一种耗能性能优良的阻尼器被国内外学者大量研究与设计,但现有研究中矩形剪切钢板阻尼器存在剪力作用下塑性分布不均和容易出现四周应力集中现象等缺陷。为了改善缺陷,本文提出了一款环形剪切开孔软钢阻尼器,该阻尼器的特别之处在于其构造上采用圆形钢板并在钢板上进行开孔。针对环形剪切开孔软钢阻尼器,本文主要研究内容及结论如下:（1）利用ANSYS有限元软件建立阻尼器的数值模型,通过数值分析对比验证该阻尼器构造设计的合理性,研究结果表明:用料相同的矩形钢板阻尼器和圆形钢板阻尼器的滞回性能一致,但圆形钢板阻尼器的应力分布更合理,能有效解决矩形钢板四周角点处应力集中的问题;阻尼器的耗能钢板经开孔后,力学性能未明显降低,而阻尼器的应力分布情况得到明显改善,故在阻尼器耗能钢板上开孔,可以使得耗能钢板上的应力分布更均匀,塑性利用率更高;（2）分别设计了四种不同开孔形式的ASPD阻尼器,考虑钢板厚度、开孔数量及开孔尺寸等参数,对其进行数值模拟并分析该阻尼器的力学性能关于各参数之间的影响规律,研究结果表明:环形剪切开孔软钢阻尼器滞回曲线饱满稳定,屈服位移较小,具有良好的耗能性能,是一种较为理想的剪切屈服型钢板阻尼器;阻尼器的力学性能随着钢板厚度的增大而显著增加,随着开孔率的增大而逐渐降低,且圆形开孔相较于其他开孔形式的阻尼器力学性能更佳;（3）提出了一种基于Kriging代理模型的优化设计方法,以圆形开孔阻尼器为算例,以阻尼器的几何参数为设计变量,以耗能性能为优化目标,并以总用料为约束条件,对圆形开孔阻尼器的几何参数进行优化设计,研究结果表明:Kriging代理模型的预测响应值与有限元软件数值分析得到的响应值之间具有较好的一致性,相关性均不小于0.95,可见该代理模型具有较高的精度;优化后的阻尼器参数使其耗能性能提高了 6.2%,总用料降低了 5.4%,不仅提高了阻尼器的性能,并且降低了阻尼器的制作成本,再次证明了基于Kriging代理模型的优化设计方法的有效性。图[46]表[19]参[54]
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